Jauns pētījums atklāj glikokaliksa noslēpumus skropstiņās!

Jauns pētījums atklāj glikokaliksa noslēpumus skropstiņās!

Pašreizējā pētījumā, ko veica prof. Dr. Michael Hippler un Dr. Lara Hoepfner, skropstu glikokaliksa sarežģītā struktūra ir izgaismota. Cilia ir matiem līdzīgas projekcijas uz bioloģiskām šūnām, kurām ir galvenā loma kustībā un signālu uztverē. Pētījumā galvenā uzmanība tika pievērsta zaļo aļģu glikokaliksamChlamydomonas reinhardtii, kas sastāv no ar cukuru bagātiem proteīniem, ko sauc arī par glikoproteīniem, un būtiski regulē šūnu spēju pieķerties virsmām. Tas ir plaši publicēts žurnālā Advanced Science, jo Minsteres Universitāte ziņo, ka...

Šīs izmeklēšanas ietvaros pētnieku grupa kartēja glikokaliksa struktūru un atklāja, ka galvenajiem komponentiem, glikoproteīniem FMG1B un nezināmajam variantam FMG1A, ir bioķīmiskas līdzības ar mucīniem, kas atrodami arī zīdītājiem. Šie rezultāti sniedz jaunu gaismu glikokaliksa lomai.

Glikoproteīni un to funkcijas

Pētījums liecina, ka glikoproteīnu noņemšana palielināja skropstu lipīgumu, vienlaikus ļaujot šūnām vienmērīgi pārvietoties pa virsmām. Tas liecina, ka glikoproteīni nav tieši atbildīgi par adhēziju un slīdēšanu, bet gan veido aizsargslāni, kas regulē adhēziju.

Izmantotās tehnoloģijas ietvēra kriogēno elektronu tomogrāfiju, elektronu mikroskopiju, fluorescences mikroskopiju un masas spektrometriju. Pētījumu finansiāli atbalstīja arī Eiropas Pētniecības padome (Apvārsnis 2020), Vācijas Pētniecības fonds un citas institūcijas.

Papildu atradumi uz šūnu sienasChlamydomonas reinhardtii

Papildu pētījumi padziļina mūsu zināšanas par zaļo aļģu šūnu sienas sastāvdaļām. Ekstrahētie šūnu sienas komponenti tika iegūti, izmantojot haotropus līdzekļus, un pēc dialīzes tika rekonstruēti. Īpašs izaicinājums bija saglabāt mazākās šūnas sienas sastāvdaļas. Strukturāli svarīgu komponentu saglabāšanai tika izmantoti saudzīgāki protokoli.

Gan skenēšanas, gan transmisijas elektronu mikroskopija (SEM un TEM) parādīja neskartas mikroaļģes un raksturīgo šūnu sienas slāņojumu. Pārsteidzoši, ka pēc ekstrakcijas šūnu membrāna un iekšējie organoīdi palika neskarti, norādot uz izvēlētās metodes efektivitāti.

Plūsmas citometrija atklāja, ka pēc sieniņu ekstrakcijas aptuveni 80% šūnu palika dzīvas un metaboliski aktīvas. Tas ir izšķirošs rādītājs par šūnu izturību pret veiktajām procedūrām. Turklāt KMR analīzē netika konstatētas būtiskas atšķirības starp šūnu sieniņu ekstraktiem un neskartām šūnām.

Glikāna un aminoskābju sastāvs

Ķīmiskā analīze nodrošināja visaptverošu glikānu un aminoskābju sastāva profilu. Īpaši ievērojams ir augsts mannozes un N-acetilglikozamīna saturs šūnu sieniņā. Aminoskābju profilā ir augsts alanīna, glutamīna un glutamāta līmenis. Jaunu zemas molekulmasas glikoproteīnu (LWGP) grupu identificēšana liecina, ka tās veido 80% no aminoskābju satura.

Šūnu sienas dinamika liecina, ka glikāni ir mazāk mobili nekā olbaltumvielas, kas liecina par daļēji mobilu struktūru. Glikānu un olbaltumvielu telpiskā segregācija liecina, ka glikozilētie proteīni ir saskarē starp abām grupām.

Rezumējot, gan glikokalikss, gan šūnu sienaChlamydomonas reinhardtiiir strukturālas iezīmes, kas parāda paralēles ar augiem, īpaši attiecībā uz šūnu sienas proteīnu aminoskābju sastāvu. Šie atklājumi var ne tikai uzlabot mūsu izpratni par šāda veida aļģēm, bet arī šūnu bioloģijas pamatus.