Νέα μελέτη αποκαλύπτει τα μυστικά του γλυκοκάλυκα στις βλεφαρίδες!

Νέα μελέτη αποκαλύπτει τα μυστικά του γλυκοκάλυκα στις βλεφαρίδες!

Σε μια τρέχουσα μελέτη που διεξήχθη από τον καθηγητή Dr. Michael Hippler και τη Dr. Lara Hoepfner, η σύνθετη δομή του γλυκοκάλυκα των βλεφαρίδων φωτίζεται. Τα βλεφαρίδες είναι προβολές που μοιάζουν με τρίχες σε βιολογικά κύτταρα που παίζουν κεντρικό ρόλο στην κίνηση και στην αντίληψη του σήματος. Η έρευνα επικεντρώθηκε στον γλυκοκάλυκα των πράσινων φυκώνChlamydomonas reinhardtii, το οποίο αποτελείται από πρωτεΐνες πλούσιες σε ζάχαρη, που ονομάζονται επίσης γλυκοπρωτεΐνες, και ρυθμίζει καθοριστικά την ικανότητα των κυττάρων να προσκολλώνται στις επιφάνειες. Αυτό έχει δημοσιευτεί ευρέως στο περιοδικό Advanced Science, καθώς το Πανεπιστήμιο του Münster αναφέρει ότι...

Ως μέρος αυτής της έρευνας, η ερευνητική ομάδα χαρτογράφησε τη δομή του γλυκοκάλυκα και ανακάλυψε ότι τα κύρια συστατικά, οι γλυκοπρωτεΐνες FMG1B και μια άγνωστη παραλλαγή FMG1A, έχουν βιοχημικές ομοιότητες με τις βλεννίνες που βρίσκονται επίσης στα θηλαστικά. Αυτά τα αποτελέσματα ρίχνουν νέο φως στον ρόλο του γλυκοκάλυκα.

Γλυκοπρωτεΐνες και η λειτουργία τους

Η μελέτη δείχνει ότι η αφαίρεση των γλυκοπρωτεϊνών είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της κολλητικότητας των βλεφαρίδων, ενώ παράλληλα επέτρεπε στα κύτταρα να κινούνται ομαλά στις επιφάνειες. Αυτό υποδηλώνει ότι οι γλυκοπρωτεΐνες δεν είναι άμεσα υπεύθυνες για την πρόσφυση και την ολίσθηση, αλλά μάλλον σχηματίζουν ένα προστατευτικό στρώμα που ρυθμίζει την πρόσφυση.

Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιήθηκαν περιελάμβαναν κρυογονική ηλεκτρονική τομογραφία, ηλεκτρονική μικροσκοπία, μικροσκοπία φθορισμού και φασματομετρία μάζας. Η έρευνα υποστηρίχθηκε επίσης οικονομικά από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας (Ορίζοντας 2020), το Γερμανικό Ίδρυμα Ερευνών και άλλα ιδρύματα.

Πρόσθετα ευρήματα στο κυτταρικό τοίχωμα τουChlamydomonas reinhardtii

Πρόσθετες μελέτες εμβαθύνουν τις γνώσεις μας για τα συστατικά του κυτταρικού τοιχώματος των πράσινων φυκών. Τα εκχυλισμένα συστατικά κυτταρικού τοιχώματος ελήφθησαν χρησιμοποιώντας χαοτροπικούς παράγοντες και ανακατασκευάστηκαν μετά την αιμοκάθαρση. Μια ιδιαίτερη πρόκληση ήταν η διατήρηση των δευτερευόντων συστατικών του κυτταρικού τοιχώματος. Χρησιμοποιήθηκαν πιο επιεικά πρωτόκολλα για τη διατήρηση δομικά σημαντικών στοιχείων.

Τόσο η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης όσο και η ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης (SEM και TEM) έδειξαν ανέπαφα μικροφύκη και τη χαρακτηριστική στρωματοποίηση του κυτταρικού τοιχώματος. Παραδόξως, η κυτταρική μεμβράνη και τα εσωτερικά οργανίδια παρέμειναν ανέπαφα μετά την εκχύλιση, υποδεικνύοντας την αποτελεσματικότητα της επιλεγμένης μεθόδου.

Η κυτταρομετρία ροής αποκάλυψε ότι περίπου το 80% των κυττάρων παρέμειναν ζωντανά και μεταβολικά ενεργά μετά την εκχύλιση του τοιχώματος. Αυτή είναι μια κρίσιμη ένδειξη της αντίστασης των κυττάρων στις διαδικασίες που πραγματοποιούνται. Επιπλέον, δεν βρέθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ εκχυλισμάτων κυτταρικού τοιχώματος και ανέπαφων κυττάρων στην ανάλυση NMR.

Σύνθεση γλυκάνης και αμινοξέων

Η χημική ανάλυση παρείχε ένα ολοκληρωμένο προφίλ σύνθεσης γλυκάνης και αμινοξέων. Αυτό που είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτο είναι η υψηλή περιεκτικότητα σε μαννόζη και Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη στο κυτταρικό τοίχωμα. Το προφίλ αμινοξέων δείχνει υψηλά επίπεδα αλανίνης, γλουταμίνης και γλουταμικού. Ο εντοπισμός νέων ομάδων γλυκοπρωτεϊνών χαμηλού μοριακού βάρους (LWGPs) δείχνει ότι αντιπροσωπεύουν το 80% της περιεκτικότητας σε αμινοξέα.

Η δυναμική του κυτταρικού τοιχώματος δείχνει ότι οι γλυκάνες είναι λιγότερο κινητές από τις πρωτεΐνες, υποδηλώνοντας μια ημικινητή δομή. Ο χωρικός διαχωρισμός γλυκανών και πρωτεϊνών υποδηλώνει ότι οι γλυκοζυλιωμένες πρωτεΐνες παίζουν στη διεπιφάνεια μεταξύ των δύο ομάδων.

Συνοπτικά, τόσο ο γλυκοκάλυκας όσο και το κυτταρικό τοίχωμα τουChlamydomonas reinhardtiiέχουν δομικά χαρακτηριστικά που δείχνουν παράλληλα με τα φυτά, ιδιαίτερα όσον αφορά τη σύνθεση αμινοξέων των πρωτεϊνών του κυτταρικού τοιχώματος. Αυτά τα ευρήματα θα μπορούσαν όχι μόνο να βελτιώσουν την κατανόησή μας αυτού του τύπου φυκιών, αλλά και τα θεμελιώδη στοιχεία της κυτταρικής βιολογίας.