Nová studie odhaluje tajemství glykokalyxu v řasinkách!

Nová studie odhaluje tajemství glykokalyxu v řasinkách!

V současné studii provedené prof. Dr. Michaelem Hipplerem a Dr. Larou Hoepfnerovou je osvětlena komplexní struktura glykokalyxu řasinek. Cilia jsou projekce podobné vlasům na biologických buňkách, které hrají ústřední roli v pohybu a vnímání signálu. Výzkum se zaměřil na glykokalyx zelených řasChlamydomonas reinhardtii, který se skládá z proteinů bohatých na cukr, nazývaných také glykoproteiny, a rozhodujícím způsobem reguluje schopnost buněk přilnout k povrchům. Toto bylo široce publikováno v časopise Advanced Science, protože Univerzita v Münsteru uvádí, že...

V rámci tohoto zkoumání výzkumný tým zmapoval strukturu glykokalyxu a zjistil, že hlavní složky, glykoproteiny FMG1B a neznámá varianta FMG1A, mají biochemické podobnosti s muciny, které se také vyskytují u savců. Tyto výsledky vrhají nové světlo na roli glykokalyx.

Glykoproteiny a jejich funkce

Studie ukazuje, že odstranění glykoproteinů vedlo ke zvýšení lepivosti řasinek a zároveň umožnilo buňkám hladký pohyb po površích. To naznačuje, že glykoproteiny nejsou přímo zodpovědné za adhezi a klouzání, ale spíše tvoří ochrannou vrstvu, která adhezi reguluje.

Použité technologie zahrnovaly kryogenní elektronovou tomografii, elektronovou mikroskopii, fluorescenční mikroskopii a hmotnostní spektrometrii. Výzkum také finančně podpořila Evropská rada pro výzkum (Horizont 2020), Německá výzkumná nadace a další instituce.

Další nálezy na buněčné stěněChlamydomonas reinhardtii

Další studie prohlubují naše znalosti o složkách buněčné stěny zelených řas. Extrahované komponenty buněčné stěny byly získány pomocí chaotropních činidel a rekonstruovány po dialýze. Zvláštní výzvou bylo zachovat minoritní složky buněčné stěny. Pro zachování strukturálně důležitých součástí byly použity mírnější protokoly.

Skenovací i transmisní elektronová mikroskopie (SEM a TEM) prokázaly neporušené mikrořasy a charakteristické vrstvení buněčné stěny. Překvapivě buněčná membrána a vnitřní organely zůstaly po extrakci neporušené, což ukazuje na účinnost zvolené metody.

Průtoková cytometrie odhalila, že přibližně 80 % buněk zůstalo po extrakci stěny živých a metabolicky aktivních. To je zásadní ukazatel odolnosti buněk vůči prováděným postupům. Kromě toho nebyly při NMR analýze nalezeny žádné významné rozdíly mezi extrakty buněčné stěny a intaktními buňkami.

Složení glykanu a aminokyselin

Chemická analýza poskytla komplexní profil složení glykanů a aminokyselin. Zvláště pozoruhodný je vysoký obsah manózy a N-acetylglukosaminu v buněčné stěně. Aminokyselinový profil vykazuje vysoké hladiny alaninu, glutaminu a glutamátu. Identifikace nových skupin nízkomolekulárních glykoproteinů (LWGP) ukazuje, že tvoří 80 % obsahu aminokyselin.

Dynamika buněčné stěny ukazuje, že glykany jsou méně mobilní než proteiny, což naznačuje semimobilní strukturu. Prostorová segregace glykanů a proteinů naznačuje, že glykosylované proteiny hrají na rozhraní mezi těmito dvěma skupinami.

Stručně řečeno, jak glykokalyx, tak buněčná stěnaChlamydomonas reinhardtiimají strukturní rysy, které vykazují podobnosti s rostlinami, zejména s ohledem na aminokyselinové složení proteinů buněčné stěny. Tato zjištění by mohla nejen zlepšit naše chápání tohoto typu řas, ale také základy buněčné biologie.