Ny undersøgelse afslører hemmelighederne bag glycocalyx i cilia!

Ny undersøgelse afslører hemmelighederne bag glycocalyx i cilia!

I en aktuel undersøgelse udført af prof. Dr. Michael Hippler og Dr. Lara Hoepfner belyses den komplekse struktur af glycocalyx af cilia. Cilia er hårlignende fremspring på biologiske celler, der spiller en central rolle i bevægelse og signalopfattelse. Forskningen fokuserede på grønalgers glycocalyxChlamydomonas reinhardtii, som består af sukkerrige proteiner, også kaldet glykoproteiner, og regulerer på afgørende vis cellernes evne til at klæbe til overflader. Dette er blevet bredt publiceret i tidsskriftet Advanced Science, da University of Münster rapporterer, at...

Som en del af denne undersøgelse kortlagde forskerholdet strukturen af ​​glycocalyx og opdagede, at hovedkomponenterne, glykoproteinerne FMG1B og en ukendt variant FMG1A, har biokemiske ligheder med muciner, der også findes i pattedyr. Disse resultater kaster nyt lys over glykokalyxens rolle.

Glykoproteiner og deres funktion

Undersøgelsen viser, at fjernelse af glykoproteinerne resulterede i en stigning i klæbrigheden af ​​flimmerhårene, samtidig med at cellerne stadig kunne bevæge sig jævnt på overflader. Dette tyder på, at glykoproteinerne ikke er direkte ansvarlige for adhæsion og glidning, men snarere danner et beskyttende lag, der regulerer adhæsion.

De anvendte teknologier omfattede kryogen elektrontomografi, elektronmikroskopi, fluorescensmikroskopi og massespektrometri. Forskningen blev også støttet økonomisk af European Research Council (Horizon 2020), den tyske forskningsfond og andre institutioner.

Yderligere fund på cellevæggen afChlamydomonas reinhardtii

Yderligere undersøgelser uddyber vores viden om cellevægskomponenterne i grønne alger. Ekstraherede cellevægskomponenter blev opnået under anvendelse af kaotrope midler og rekonstrueret efter dialyse. En særlig udfordring var at bevare de mindre komponenter i cellevæggen. Mere lempelige protokoller blev brugt til at bevare strukturelt vigtige komponenter.

Både scannings- og transmissionselektronmikroskopi (SEM og TEM) viste intakte mikroalger og den karakteristiske lagdeling af cellevæggen. Overraskende nok forblev cellemembranen og de indre organeller intakte efter ekstraktion, hvilket indikerer effektiviteten af ​​den valgte metode.

Flowcytometri afslørede, at ca. 80% af cellerne forblev levende og metabolisk aktive efter vægekstraktion. Dette er en afgørende indikation af cellernes modstand mod de udførte procedurer. Derudover blev der ikke fundet signifikante forskelle mellem cellevægsekstrakter og intakte celler i NMR-analyse.

Glycan og aminosyresammensætning

Kemisk analyse gav en omfattende glycan- og aminosyresammensætningsprofil. Særligt bemærkelsesværdigt er det høje indhold af mannose og N-acetylglucosamin i cellevæggen. Aminosyreprofilen viser høje niveauer af alanin, glutamin og glutamat. Identifikationen af ​​nye grupper af lavmolekylære glycoproteiner (LWGP'er) viser, at de tegner sig for 80% af aminosyreindholdet.

Cellevægsdynamik viser, at glycaner er mindre mobile end proteiner, hvilket tyder på en semi-mobil struktur. Den rumlige adskillelse af glycaner og proteiner antyder, at glycosylerede proteiner spiller på grænsefladen mellem de to grupper.

Sammenfattende kan både glykokalyxen og cellevæggen afChlamydomonas reinhardtiihar strukturelle træk, der viser paralleller til planter, især med hensyn til aminosyresammensætningen af ​​cellevægsproteinerne. Disse resultater kunne ikke kun forbedre vores forståelse af denne type alger, men også det grundlæggende i cellebiologi.