Ново проучване разкрива тайните на гликокаликса в ресничките!

Ново проучване разкрива тайните на гликокаликса в ресничките!

В настоящо проучване, проведено от проф. д-р Майкъл Хиплер и д-р Лара Хьопфнер, сложната структура на гликокаликса на ресничките е осветлена. Ресничките са подобни на коса издатини върху биологични клетки, които играят централна роля в движението и възприемането на сигнала. Изследването се фокусира върху гликокаликса на зелените водораслиChlamydomonas reinhardtii, който се състои от богати на захар протеини, наричани още гликопротеини, и решаващо регулира способността на клетките да се придържат към повърхностите. Това е широко публикувано в списанието Advanced Science, тъй като университетът в Мюнстер съобщава, че...

Като част от това разследване изследователският екип картографира структурата на гликокаликса и откри, че основните компоненти, гликопротеините FMG1B и неизвестен вариант FMG1A, имат биохимични прилики с муцините, открити и при бозайници. Тези резултати хвърлят нова светлина върху ролята на гликокаликса.

Гликопротеините и тяхната функция

Проучването показва, че премахването на гликопротеините води до увеличаване на лепкавостта на ресничките, като същевременно позволява на клетките да се движат гладко по повърхностите. Това предполага, че гликопротеините не са пряко отговорни за адхезията и плъзгането, а по-скоро образуват защитен слой, който регулира адхезията.

Използваните технологии включват криогенна електронна томография, електронна микроскопия, флуоресцентна микроскопия и масспектрометрия. Изследването беше подкрепено финансово и от Европейския съвет за научни изследвания (Хоризонт 2020), Германската изследователска фондация и други институции.

Допълнителни открития върху клетъчната стена наChlamydomonas reinhardtii

Допълнителни проучвания задълбочават познанията ни за компонентите на клетъчната стена на зелените водорасли. Екстрахираните компоненти на клетъчната стена бяха получени с помощта на хаотропни агенти и реконструирани след диализа. Особено предизвикателство беше запазването на второстепенните компоненти на клетъчната стена. Използвани са по-меки протоколи за запазване на структурно важни компоненти.

Както сканиращата, така и трансмисионната електронна микроскопия (SEM и TEM) показаха непокътнати микроводорасли и характерното наслояване на клетъчната стена. Изненадващо, клетъчната мембрана и вътрешните органели остават непокътнати след екстракцията, което показва ефективността на избрания метод.

Поточната цитометрия разкри, че приблизително 80% от клетките остават живи и метаболитно активни след екстракция на стената. Това е решаваща индикация за устойчивостта на клетките към извършваните процедури. В допълнение, не са открити значителни разлики между екстракти от клетъчна стена и непокътнати клетки при NMR анализ.

Гликан и аминокиселинен състав

Химическият анализ предостави цялостен профил на състава на гликаните и аминокиселините. Особено забележимо е високото съдържание на маноза и N-ацетилглюкозамин в клетъчната стена. Аминокиселинният профил показва високи нива на аланин, глутамин и глутамат. Идентифицирането на нови групи гликопротеини с ниско молекулно тегло (LWGP) показва, че те представляват 80% от съдържанието на аминокиселини.

Динамиката на клетъчната стена показва, че гликаните са по-малко подвижни от протеините, което предполага полуподвижна структура. Пространствената сегрегация на гликани и протеини предполага, че гликозилираните протеини играят на интерфейса между двете групи.

В обобщение, както гликокаликсът, така и клетъчната стена наChlamydomonas reinhardtiiимат структурни характеристики, които показват паралели с растенията, особено по отношение на аминокиселинния състав на протеините на клетъчната стена. Тези открития биха могли не само да подобрят нашето разбиране за този вид водорасли, но и основите на клетъчната биология.