研究小组揭示了细胞保护层的结构

Advanced Science：Unwrapping the Ciliary Coat: High-Resolution Structure and Function of the Ciliary Glycocalyx

来自德国和意大利的科学家已经发现了围绕着细胞精细突起的保护层的细节。

　　

生物细胞通常在其表面具有细的毛发状突起，称为纤毛，具有从运动到感知环境信号的各种功能。来自德国和意大利的研究人员最近对这些纤毛周围的保护层有了新的认识。

这种保护性鞘被称为糖萼，由富含糖的蛋白质（糖蛋白）组成。作为与环境的第一次接触，它决定了细胞如何附着在表面，移动和感知环境信号。然而，它的确切结构以前是未知的。研究小组现在已经详细绘制了单细胞绿藻莱茵衣藻中这一层的结构，并确定了糖蛋白FMG1B和FMG1A是其主要成分。FMG1A是FMG1B的一种以前未知的变体，这两种糖蛋白在生化上与哺乳动物中发现的粘蛋白相似。粘蛋白也是糖蛋白，是许多生物体（例如粘膜或内脏）中发现的保护性粘液的核心成分。

在他们的研究中，研究小组从藻类中去除了两种糖蛋白，这导致纤毛的粘性显著增加。尽管如此，藻类细胞仍然能够通过黏附的纤毛在表面上移动。这使得研究人员得出结论，这些蛋白质并不像之前假设的那样，直接使表面粘附并从纤毛内部传递滑行运动所需的力，而是形成一个保护层来调节纤毛的粘附性。“这一发现扩大了我们对细胞如何调节与环境的直接相互作用的认识，”来自德国梅恩斯特大学的植物生物技术专家迈克尔·希普勒教授解释说。来自德国波茨坦马克斯普朗克分子植物生理学研究所的Adrian Nievergelt博士补充说：“我们也正在深入了解类似的保护机制如何在其他生物体中起作用。”他与意大利米兰人类技术中心的Gaia Pigino博士的研究小组合作开展了这个项目。

该团队使用了广泛的尖端成像和蛋白质分析技术，包括低温电子断层扫描和电子显微镜、荧光显微镜、质谱分析，以及从藻类基因组中去除糖蛋白的遗传操作。