Nowe badanie odkrywa tajemnice glikokaliksu w rzęskach!

Nowe badanie odkrywa tajemnice glikokaliksu w rzęskach!

W bieżącym badaniu przeprowadzonym przez prof. dr Michaela Hipplera i dr Larę Hoepfner naświetlono złożoną strukturę glikokaliksu rzęsek. Rzęski to przypominające włosy wypustki na komórkach biologicznych, które odgrywają kluczową rolę w poruszaniu się i percepcji sygnałów. Badania skupiały się na glikokaliksie zielonych algChlamydomonas reinhardtii, który składa się z białek bogatych w cukier, zwanych także glikoproteinami, i w istotny sposób reguluje zdolność komórek do przylegania do powierzchni. Zostało to szeroko opublikowane w czasopiśmie Advanced Science, jak donosi Uniwersytet w Münster, że...

W ramach tego badania zespół badawczy zmapował strukturę glikokaliksu i odkrył, że główne składniki, glikoproteiny FMG1B i nieznany wariant FMG1A, wykazują biochemiczne podobieństwa do mucyn występujących również u ssaków. Wyniki te rzucają nowe światło na rolę glikokaliksu.

Glikoproteiny i ich funkcja

Badanie pokazuje, że usunięcie glikoprotein spowodowało wzrost lepkości rzęsek, jednocześnie umożliwiając komórkom płynne poruszanie się po powierzchniach. Sugeruje to, że glikoproteiny nie są bezpośrednio odpowiedzialne za adhezję i poślizg, ale raczej tworzą warstwę ochronną regulującą adhezję.

Zastosowane technologie obejmowały kriogeniczną tomografię elektronową, mikroskopię elektronową, mikroskopię fluorescencyjną i spektrometrię mas. Badania wsparły także finansowo Europejska Rada ds. Badań Naukowych (Horyzont 2020), Niemiecka Fundacja Badawcza i inne instytucje.

Dodatkowe odkrycia dotyczące ściany komórkowejChlamydomonas reinhardtii

Dodatkowe badania pogłębiają naszą wiedzę na temat składników ściany komórkowej zielonych alg. Wyekstrahowane składniki ściany komórkowej uzyskano przy użyciu środków chaotropowych i zrekonstruowano po dializie. Szczególnym wyzwaniem było zachowanie mniejszych elementów ściany komórkowej. Aby zachować strukturalnie ważne komponenty, zastosowano łagodniejsze protokoły.

Zarówno skaningowa, jak i transmisyjna mikroskopia elektronowa (SEM i TEM) wykazały nienaruszone mikroalgi i charakterystyczne uwarstwienie ściany komórkowej. Co zaskakujące, błona komórkowa i organelle wewnętrzne pozostały po ekstrakcji nienaruszone, co wskazuje na skuteczność wybranej metody.

Cytometria przepływowa wykazała, że ​​po ekstrakcji ściany około 80% komórek pozostało żywych i aktywnych metabolicznie. Jest to kluczowy wskaźnik odporności komórek na przeprowadzane procedury. Ponadto w analizie NMR nie stwierdzono znaczących różnic pomiędzy ekstraktami ścian komórkowych a nienaruszonymi komórkami.

Skład glikanów i aminokwasów

Analiza chemiczna zapewniła kompleksowy profil składu glikanów i aminokwasów. Na szczególną uwagę zasługuje wysoka zawartość mannozy i N-acetyloglukozaminy w ścianie komórkowej. Profil aminokwasowy wykazuje wysoki poziom alaniny, glutaminy i glutaminianu. Identyfikacja nowych grup glikoprotein o niskiej masie cząsteczkowej (LWGP) pokazuje, że odpowiadają one za 80% zawartości aminokwasów.

Dynamika ściany komórkowej pokazuje, że glikany są mniej mobilne niż białka, co sugeruje strukturę półmobilną. Przestrzenna segregacja glikanów i białek sugeruje, że glikozylowane białka odgrywają rolę na styku obu grup.

Podsumowując, zarówno glikokaliks, jak i ściana komórkowaChlamydomonas reinhardtiimają cechy strukturalne podobne do roślin, szczególnie pod względem składu aminokwasowego białek ściany komórkowej. Odkrycia te mogą nie tylko poprawić naszą wiedzę na temat tego typu glonów, ale także podstaw biologii komórki.