Nova študija razkriva skrivnosti glikokaliksa v migetalkah!

Nova študija razkriva skrivnosti glikokaliksa v migetalkah!

V trenutni študiji, ki sta jo izvedla prof. dr. Michael Hippler in dr. Lara Hoepfner, je osvetljena kompleksna struktura glikokaliksa cilij. Cilije so lasu podobne projekcije na bioloških celicah, ki igrajo osrednjo vlogo pri gibanju in zaznavanju signalov. Raziskava se je osredotočila na glikokaliks zelenih algChlamydomonas reinhardtii, ki je sestavljen iz beljakovin, bogatih s sladkorjem, imenovanih tudi glikoproteini, in ključno uravnava sposobnost celic, da se oprimejo površin. To je bilo obširno objavljeno v reviji Advanced Science, Univerza v Münstru poroča, da ...

Kot del te preiskave je raziskovalna skupina preslikala strukturo glikokaliksa in odkrila, da imajo glavne komponente, glikoproteini FMG1B in neznana različica FMG1A, biokemične podobnosti z mucini, ki jih najdemo tudi pri sesalcih. Ti rezultati osvetljujejo vlogo glikokaliksa.

Glikoproteini in njihova funkcija

Študija kaže, da je odstranitev glikoproteinov povzročila večjo lepljivost migetalk, medtem ko je celicam še vedno omogočala gladko premikanje po površinah. To nakazuje, da glikoproteini niso neposredno odgovorni za oprijem in drsenje, temveč tvorijo zaščitno plast, ki uravnava oprijem.

Uporabljene tehnologije so vključevale kriogeno elektronsko tomografijo, elektronsko mikroskopijo, fluorescenčno mikroskopijo in masno spektrometrijo. Raziskavo so finančno podprli tudi Evropski raziskovalni svet (Horizon 2020), Nemška raziskovalna fundacija in druge ustanove.

Dodatne ugotovitve na celični steniChlamydomonas reinhardtii

Dodatne študije poglabljajo naše znanje o komponentah celične stene zelenih alg. Ekstrahirane komponente celične stene so bile pridobljene z uporabo kaotropnih sredstev in rekonstruirane po dializi. Poseben izziv je bilo ohraniti manjše komponente celične stene. Za ohranitev strukturno pomembnih komponent so bili uporabljeni blažji protokoli.

Tako vrstična kot transmisijska elektronska mikroskopija (SEM in TEM) sta pokazali nedotaknjene mikroalge in značilno plastenje celične stene. Presenetljivo je, da so celična membrana in notranji organeli po ekstrakciji ostali nedotaknjeni, kar kaže na učinkovitost izbrane metode.

Pretočna citometrija je pokazala, da je približno 80 % celic po ekstrakciji stene ostalo živih in presnovno aktivnih. To je ključni pokazatelj odpornosti celic na izvedene postopke. Poleg tega v analizi NMR niso bile ugotovljene bistvene razlike med ekstrakti celične stene in nedotaknjenimi celicami.

Glikanska in aminokislinska sestava

Kemijska analiza je zagotovila celovit profil glikanske in aminokislinske sestave. Posebej opazna je visoka vsebnost manoze in N-acetilglukozamina v celični steni. Aminokislinski profil kaže visoke ravni alanina, glutamina in glutamata. Identifikacija novih skupin nizkomolekularnih glikoproteinov (LWGP) kaže, da predstavljajo 80 % vsebnosti aminokislin.

Dinamika celične stene kaže, da so glikani manj mobilni kot proteini, kar kaže na polmobilno strukturo. Prostorska segregacija glikanov in proteinov nakazuje, da glikozilirani proteini igrajo na vmesniku med obema skupinama.

Če povzamemo, tako glikokaliks kot celična stenaChlamydomonas reinhardtiiimajo strukturne značilnosti, ki kažejo vzporednice z rastlinami, zlasti glede aminokislinske sestave proteinov celične stene. Te ugotovitve ne bi mogle le izboljšati našega razumevanja te vrste alg, ampak tudi osnov celične biologije.