Uusi tutkimus paljastaa värekarvojen glykokaliksin salaisuudet!

Uusi tutkimus paljastaa värekarvojen glykokaliksin salaisuudet!

Professori tohtori Michael Hipplerin ja tohtori Lara Hoepfnerin suorittamassa nykyisessä tutkimuksessa värekarvojen glykokaliksin monimutkainen rakenne on valaistu. Siliat ovat karvamaisia ​​heijastuksia biologisiin soluihin, joilla on keskeinen rooli liikkumisessa ja signaalin havaitsemisessa. Tutkimus keskittyi viherlevien glykokaliksiinChlamydomonas reinhardtii, joka koostuu sokeripitoisista proteiineista, joita kutsutaan myös glykoproteiineiksi, ja säätelee ratkaisevasti solujen kykyä kiinnittyä pintoihin. Tämä on julkaistu laajasti Advanced Science -lehdessä, koska Münsterin yliopisto raportoi, että...

Osana tätä tutkimusta tutkimusryhmä kartoitti glykokalyksin rakenteen ja havaitsi, että pääkomponenteilla, glykoproteiineilla FMG1B ja tuntemattomalla variantilla FMG1A, on biokemiallisia yhtäläisyyksiä myös nisäkkäissä esiintyvien musiinien kanssa. Nämä tulokset valaisevat uutta valoa glykokaliksin rooliin.

Glykoproteiinit ja niiden toiminta

Tutkimus osoittaa, että glykoproteiinien poistaminen lisäsi värien tahmeutta samalla kun solut pääsivät liikkumaan tasaisesti pinnoilla. Tämä viittaa siihen, että glykoproteiinit eivät ole suoraan vastuussa tarttumisesta ja liukumisesta, vaan pikemminkin muodostavat suojaavan kerroksen, joka säätelee adheesiota.

Käytetyt tekniikat olivat kryogeeninen elektronitomografia, elektronimikroskopia, fluoresenssimikroskopia ja massaspektrometria. Tutkimusta tukivat taloudellisesti myös Euroopan tutkimusneuvosto (Horizon 2020), Saksan tutkimussäätiö ja muut instituutiot.

Lisää löytöjä soluseinästäChlamydomonas reinhardtii

Lisätutkimukset syventävät tietoamme viherlevien soluseinäkomponenteista. Uutetut soluseinäkomponentit saatiin käyttämällä kaotrooppisia aineita ja rekonstruoitiin dialyysin jälkeen. Erityinen haaste oli säilyttää soluseinän pienet komponentit. Rakenteellisesti tärkeiden komponenttien säilyttämiseen käytettiin lievempiä protokollia.

Sekä pyyhkäisy- että transmissioelektromikroskopia (SEM ja TEM) osoittivat ehjiä mikroleviä ja soluseinän tyypillisen kerrostumisen. Yllättäen solukalvo ja sisäiset organellit säilyivät ehjinä uuttamisen jälkeen, mikä osoittaa valitun menetelmän tehokkuuden.

Virtaussytometria paljasti, että noin 80 % soluista pysyi elossa ja metabolisesti aktiivisina seinämän uuttamisen jälkeen. Tämä on ratkaiseva osoitus solujen vastustuskyvystä suoritetuille toimenpiteille. Lisäksi NMR-analyysissä ei havaittu merkittäviä eroja soluseinäuutteiden ja ehjien solujen välillä.

Glykaani ja aminohappokoostumus

Kemiallinen analyysi tarjosi kattavan glykaanin ja aminohappokoostumusprofiilin. Erityisen huomionarvoista on soluseinän korkea mannoosi- ja N-asetyyliglukosamiinipitoisuus. Aminohappoprofiilissa on korkea alaniini-, glutamiini- ja glutamaattitaso. Pienen molekyylipainon glykoproteiinien (LWGP) uusien ryhmien tunnistaminen osoittaa, että niiden osuus aminohappopitoisuudesta on 80 %.

Soluseinän dynamiikka osoittaa, että glykaanit ovat vähemmän liikkuvia kuin proteiinit, mikä viittaa puoliliikkuvaan rakenteeseen. Glykaanien ja proteiinien spatiaalinen segregaatio viittaa siihen, että glykosyloidut proteiinit pelaavat näiden kahden ryhmän rajapinnassa.

Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä glykokalyyksi että soluseinäChlamydomonas reinhardtiiniillä on rakenteellisia piirteitä, jotka osoittavat yhtäläisyyksiä kasvien kanssa, erityisesti mitä tulee soluseinän proteiinien aminohappokoostumukseen. Nämä havainnot eivät vain voineet parantaa ymmärrystämme tämäntyyppisistä levistä, vaan myös solubiologian perusteita.