Un nuovo studio rivela i segreti del glicocalice nelle ciglia!

Un nuovo studio rivela i segreti del glicocalice nelle ciglia!

In uno studio attuale condotto dal Prof. Dr. Michael Hippler e dalla Dr.ssa Lara Hoepfner, viene messa in luce la complessa struttura del glicocalice delle ciglia. Le ciglia sono proiezioni simili a capelli su cellule biologiche che svolgono un ruolo centrale nella locomozione e nella percezione del segnale. La ricerca si è concentrata sul glicocalice delle alghe verdiChlamydomonas reinhardtii, che è costituito da proteine ​​ricche di zucchero, chiamate anche glicoproteine, e regola in modo cruciale la capacità delle cellule di aderire alle superfici. Questo è stato ampiamente pubblicato sulla rivista Advanced Science, poiché l'Università di Münster riporta che...

Nell'ambito di questa indagine, il gruppo di ricerca ha mappato la struttura del glicocalice e ha scoperto che i componenti principali, le glicoproteine ​​FMG1B e una variante sconosciuta FMG1A, hanno somiglianze biochimiche con le mucine presenti anche nei mammiferi. Questi risultati gettano nuova luce sul ruolo del glicocalice.

Glicoproteine ​​e loro funzione

Lo studio dimostra che la rimozione delle glicoproteine ​​ha comportato un aumento della viscosità delle ciglia pur consentendo alle cellule di muoversi agevolmente sulle superfici. Ciò suggerisce che le glicoproteine ​​non sono direttamente responsabili dell'adesione e dello scorrimento, ma formano piuttosto uno strato protettivo che regola l'adesione.

Le tecnologie utilizzate includevano la tomografia elettronica criogenica, la microscopia elettronica, la microscopia a fluorescenza e la spettrometria di massa. La ricerca è stata inoltre sostenuta finanziariamente dal Consiglio europeo della ricerca (Orizzonte 2020), dalla Fondazione tedesca per la ricerca e da altre istituzioni.

Ulteriori risultati sulla parete cellulare diChlamydomonas reinhardtii

Ulteriori studi approfondiscono la nostra conoscenza dei componenti della parete cellulare delle alghe verdi. I componenti estratti della parete cellulare sono stati ottenuti utilizzando agenti caotropici e ricostruiti dopo la dialisi. Una sfida particolare è stata quella di preservare i componenti minori della parete cellulare. Sono stati utilizzati protocolli più indulgenti per preservare componenti strutturalmente importanti.

Sia la microscopia elettronica a scansione che quella a trasmissione (SEM e TEM) hanno mostrato microalghe intatte e la caratteristica stratificazione della parete cellulare. Sorprendentemente, la membrana cellulare e gli organelli interni sono rimasti intatti dopo l'estrazione, indicando l'efficacia del metodo scelto.

La citometria a flusso ha rivelato che circa l'80% delle cellule rimanevano vive e metabolicamente attive dopo l'estrazione della parete. Questa è un'indicazione cruciale della resistenza delle cellule alle procedure effettuate. Inoltre, non sono state riscontrate differenze significative tra gli estratti di parete cellulare e le cellule intatte nell'analisi NMR.

Composizione di glicani e aminoacidi

L'analisi chimica ha fornito un profilo completo della composizione di glicani e aminoacidi. Ciò che è particolarmente degno di nota è l'elevato contenuto di mannosio e N-acetilglucosamina nella parete cellulare. Il profilo aminoacidico mostra alti livelli di alanina, glutammina e glutammato. L'identificazione di nuovi gruppi di glicoproteine ​​a basso peso molecolare (LWGP) mostra che esse rappresentano l'80% del contenuto di aminoacidi.

La dinamica della parete cellulare mostra che i glicani sono meno mobili delle proteine, suggerendo una struttura semimobile. La segregazione spaziale dei glicani e delle proteine ​​suggerisce che le proteine ​​glicosilate svolgono il ruolo di interfaccia tra i due gruppi.

In sintesi, sia il glicocalice che la parete cellulare delChlamydomonas reinhardtiihanno caratteristiche strutturali che mostrano parallelismi con le piante, in particolare per quanto riguarda la composizione aminoacidica delle proteine ​​della parete cellulare. Queste scoperte potrebbero non solo migliorare la nostra comprensione di questo tipo di alghe, ma anche i fondamenti della biologia cellulare.