Ny studie avslöjar hemligheterna bakom glykokalyxen i flimmerhåren!

Ny studie avslöjar hemligheterna bakom glykokalyxen i flimmerhåren!

I en aktuell studie utförd av Prof. Dr. Michael Hippler och Dr. Lara Hoepfner, belyses den komplexa strukturen hos flimmerhårens glykokalyx. Cilia är hårliknande projektioner på biologiska celler som spelar en central roll i förflyttning och signaluppfattning. Forskningen fokuserade på grönalgers glykokalyxChlamydomonas reinhardtii, som består av sockerrika proteiner, även kallade glykoproteiner, och på avgörande sätt reglerar cellernas förmåga att fästa vid ytor. Detta har publicerats brett i tidskriften Advanced Science, eftersom universitetet i Münster rapporterar att...

Som en del av denna undersökning kartlade forskargruppen strukturen av glykokalyxen och upptäckte att huvudkomponenterna, glykoproteinerna FMG1B och en okänd variant FMG1A, har biokemiska likheter med muciner som även finns i däggdjur. Dessa resultat kastar nytt ljus över glykokalyxens roll.

Glykoproteiner och deras funktion

Studien visar att avlägsnande av glykoproteinerna resulterade i en ökning av klibbigheten hos flimmerhåren samtidigt som cellerna kunde röra sig smidigt på ytor. Detta tyder på att glykoproteinerna inte är direkt ansvariga för vidhäftning och glidning, utan snarare bildar ett skyddande lager som reglerar vidhäftningen.

Teknikerna som användes inkluderade kryogen elektrontomografi, elektronmikroskopi, fluorescensmikroskopi och masspektrometri. Forskningen fick också ekonomiskt stöd av European Research Council (Horizon 2020), German Research Foundation och andra institutioner.

Ytterligare fynd på cellväggen avChlamydomonas reinhardtii

Ytterligare studier fördjupar vår kunskap om grönalgers cellväggskomponenter. Extraherade cellväggskomponenter erhölls med användning av kaotropa medel och rekonstruerades efter dialys. En särskild utmaning var att bevara de mindre komponenterna i cellväggen. Lämpligare protokoll användes för att bevara strukturellt viktiga komponenter.

Både scanning och transmissionselektronmikroskopi (SEM och TEM) visade intakta mikroalger och den karakteristiska skiktningen av cellväggen. Överraskande nog förblev cellmembranet och de inre organellerna intakta efter extraktion, vilket indikerar effektiviteten av den valda metoden.

Flödescytometri visade att cirka 80 % av cellerna förblev levande och metaboliskt aktiva efter väggextraktion. Detta är en avgörande indikation på cellernas motståndskraft mot de utförda procedurerna. Dessutom hittades inga signifikanta skillnader mellan cellväggsextrakt och intakta celler i NMR-analys.

Glykan och aminosyrasammansättning

Kemisk analys gav en omfattande glykan- och aminosyrasammansättningsprofil. Det som är särskilt anmärkningsvärt är det höga innehållet av mannos och N-acetylglukosamin i cellväggen. Aminosyraprofilen visar höga nivåer av alanin, glutamin och glutamat. Identifieringen av nya grupper av lågmolekylära glykoproteiner (LWGP) visar att de står för 80 % av aminosyrainnehållet.

Cellväggsdynamik visar att glykaner är mindre rörliga än proteiner, vilket tyder på en semi-mobil struktur. Den rumsliga segregeringen av glykaner och proteiner tyder på att glykosylerade proteiner spelar i gränsytan mellan de två grupperna.

Sammanfattningsvis kan både glykokalyxen och cellväggen avChlamydomonas reinhardtiihar strukturella egenskaper som visar paralleller med växter, särskilt med avseende på aminosyrasammansättningen i cellväggsproteinerna. Dessa fynd kan inte bara förbättra vår förståelse av denna typ av alger, utan också grunderna för cellbiologi.