Nova studija otkriva tajne glikokaliksa u cilijama!

Nova studija otkriva tajne glikokaliksa u cilijama!

U aktualnoj studiji koju su proveli prof. dr. Michael Hippler i dr. Lara Hoepfner, rasvijetljena je složena struktura glikokaliksa cilija. Trepetljike su izbočine poput dlačica na biološkim stanicama koje igraju središnju ulogu u kretanju i percepciji signala. Istraživanje je usmjereno na glikokaliks zelenih algiChlamydomonas reinhardtii, koji se sastoji od proteina bogatih šećerima, koji se nazivaju i glikoproteini, i ključno regulira sposobnost stanica da prianjaju na površine. To je naširoko objavljeno u časopisu Advanced Science, a Sveučilište u Münsteru izvještava da...

Kao dio ovog istraživanja, istraživački tim mapirao je strukturu glikokaliksa i otkrio da glavne komponente, glikoproteini FMG1B i nepoznata varijanta FMG1A, imaju biokemijske sličnosti s mucinima koji se također nalaze u sisavaca. Ovi rezultati bacaju novo svjetlo na ulogu glikokaliksa.

Glikoproteini i njihova funkcija

Studija pokazuje da je uklanjanje glikoproteina rezultiralo povećanjem ljepljivosti cilija dok je još uvijek dopuštalo stanicama da se glatko kreću po površinama. Ovo sugerira da glikoproteini nisu izravno odgovorni za adheziju i klizanje, već tvore zaštitni sloj koji regulira adheziju.

Korištene tehnologije uključivale su kriogenu elektronsku tomografiju, elektronsku mikroskopiju, fluorescentnu mikroskopiju i spektrometriju masa. Istraživanje su također financijski podržali Europsko istraživačko vijeće (Horizont 2020), Njemačka istraživačka zaklada i druge institucije.

Dodatni nalazi na staničnoj stijenciChlamydomonas reinhardtii

Dodatne studije produbljuju naše znanje o komponentama stanične stijenke zelenih algi. Ekstrahirane komponente stanične stijenke dobivene su korištenjem kaotropnih sredstava i rekonstruirane nakon dijalize. Poseban izazov bio je sačuvati manje komponente stanične stijenke. Za očuvanje strukturno važnih komponenti korišteni su blaži protokoli.

I skenirajuća i transmisijska elektronska mikroskopija (SEM i TEM) pokazale su intaktne mikroalge i karakterističnu slojevitost stanične stijenke. Iznenađujuće, stanična membrana i unutarnje organele ostale su netaknute nakon ekstrakcije, što ukazuje na učinkovitost odabrane metode.

Protočna citometrija otkrila je da je približno 80% stanica ostalo živo i metabolički aktivno nakon ekstrakcije stijenke. To je ključni pokazatelj otpornosti stanica na provedene postupke. Nadalje, nisu pronađene značajne razlike između ekstrakata stanične stijenke i intaktnih stanica u NMR analizi.

Sastav glikana i aminokiselina

Kemijska analiza pružila je sveobuhvatan profil sastava glikana i aminokiselina. Ono što se posebno ističe je visok sadržaj manoze i N-acetilglukozamina u staničnoj stijenci. Profil aminokiselina pokazuje visoke razine alanina, glutamina i glutamata. Identifikacija novih skupina glikoproteina niske molekularne težine (LWGP) pokazuje da oni čine 80% sadržaja aminokiselina.

Dinamika stanične stijenke pokazuje da su glikani manje mobilni od proteina, što ukazuje na polupokretnu strukturu. Prostorna segregacija glikana i proteina sugerira da glikozilirani proteini igraju ulogu na granici između dvije skupine.

Ukratko, i glikokaliks i stanična stijenkaChlamydomonas reinhardtiiimaju strukturne značajke koje pokazuju paralele s biljkama, posebno u pogledu aminokiselinskog sastava proteina stanične stijenke. Ova otkrića ne samo da bi mogla poboljšati naše razumijevanje ove vrste algi, već i osnove stanične biologije.