Ny studie avslører hemmeligheter til glykokalyx i flimmerhår!

Ny studie avslører hemmeligheter til glykokalyx i flimmerhår!

I en aktuell studie utført av Prof. Dr. Michael Hippler og Dr. Lara Hoepfner, blir den komplekse strukturen til glykokalyxen til flimmerhår belyst. Cilia er hårlignende fremspring på biologiske celler som spiller en sentral rolle i bevegelse og signaloppfatning. Forskningen fokuserte på glykokalyxen til grønne algerChlamydomonas reinhardtii, som består av sukkerrike proteiner, også kalt glykoproteiner, og regulerer avgjørende evnen til cellene til å feste seg til overflater. Dette har blitt mye publisert i tidsskriftet Advanced Science, ettersom University of Münster rapporterer at...

Som en del av denne undersøkelsen kartla forskergruppen strukturen til glykokalyxen og oppdaget at hovedkomponentene, glykoproteinene FMG1B og en ukjent variant FMG1A, har biokjemiske likheter med muciner som også finnes hos pattedyr. Disse resultatene kaster nytt lys over rollen til glykokalyxen.

Glykoproteiner og deres funksjon

Studien viser at fjerning av glykoproteinene resulterte i en økning i klebrigheten til flimmerhårene samtidig som cellene kunne bevege seg jevnt på overflater. Dette tyder på at glykoproteinene ikke er direkte ansvarlige for adhesjon og glidning, men snarere danner et beskyttende lag som regulerer adhesjonen.

Teknologiene som ble brukt inkluderte kryogen elektrontomografi, elektronmikroskopi, fluorescensmikroskopi og massespektrometri. Forskningen ble også støttet økonomisk av European Research Council (Horizon 2020), German Research Foundation og andre institusjoner.

Ytterligere funn på celleveggen tilChlamydomonas reinhardtii

Ytterligere studier utdyper vår kunnskap om celleveggkomponentene til grønne alger. Ekstraherte celleveggkomponenter ble oppnådd ved bruk av kaotrope midler og rekonstruert etter dialyse. En spesiell utfordring var å bevare de mindre komponentene i celleveggen. Mer milde protokoller ble brukt for å bevare strukturelt viktige komponenter.

Både skannings- og transmisjonselektronmikroskopi (SEM og TEM) viste intakte mikroalger og den karakteristiske lagdelingen av celleveggen. Overraskende nok forble cellemembranen og de indre organellene intakte etter ekstraksjon, noe som indikerer effektiviteten til den valgte metoden.

Flowcytometri viste at omtrent 80 % av cellene forble i live og metabolsk aktive etter veggekstraksjon. Dette er en avgjørende indikasjon på cellenes motstand mot prosedyrene som utføres. I tillegg ble det ikke funnet signifikante forskjeller mellom celleveggekstrakter og intakte celler i NMR-analyse.

Glykan og aminosyresammensetning

Kjemisk analyse ga en omfattende glykan- og aminosyresammensetningsprofil. Det som er spesielt bemerkelsesverdig er det høye innholdet av mannose og N-acetylglukosamin i celleveggen. Aminosyreprofilen viser høye nivåer av alanin, glutamin og glutamat. Identifikasjonen av nye grupper av lavmolekylære glykoproteiner (LWGPs) viser at de står for 80 % av aminosyreinnholdet.

Celleveggdynamikk viser at glykaner er mindre mobile enn proteiner, noe som tyder på en semi-mobil struktur. Den romlige segregeringen av glykaner og proteiner antyder at glykosylerte proteiner spiller i grensesnittet mellom de to gruppene.

Oppsummert, både glykokalyxen og celleveggen tilChlamydomonas reinhardtiihar strukturelle trekk som viser paralleller til planter, spesielt med hensyn til aminosyresammensetningen til celleveggproteinene. Disse funnene kan ikke bare forbedre vår forståelse av denne typen alger, men også det grunnleggende innen cellebiologi.