Le cellule biologiche spesso possiedono sporgenze sottili e simili a capelli sulla loro superficie nota come ciglia, che svolgono varie funzioni che vanno dal movimento al rilevamento di segnali ambientali. I ricercatori della Germania e dell’Italia hanno recentemente rivelato nuove intuizioni sullo strato protettivo che circonda queste ciglia.
Questa guaina protettiva, chiamata glicocalice, è costituita da proteine ricche di zucchero (glicoproteine). Come primo contatto nell’ambiente, determina come le cellule aderiscono alle superfici, si muovono e rilevano segnali ambientali. Tuttavia, la sua struttura esatta era precedentemente sconosciuta. Il team di ricerca ha ora mappato la struttura di questo strato nell’alga verde unicellulare Chlamydomonas reinhardtii in dettaglio e identificato le glicoproteine FMG1B e FMG1A come componenti principali. FMG1A è una variante precedentemente sconosciuta di FMG1B e le due glicoproteine mostrano una somiglianza biochimica con le proteine della mucina trovate nei mammiferi. Le mucine sono anche glicoproteine e una componente centrale del muco protettivo presente in molti organismi, ad esempio su mucose o negli organi interni.
Per il loro studio, il team ha rimosso le due glicoproteine dall’alga, il che ha portato alle ciglia che mostravano una notevole appiccicosità. Tuttavia, le cellule algali erano ancora in grado di muoversi sulle superfici mediante le ciglia aderose. Ciò ha portato i ricercatori a concludere che queste proteine, come precedentemente ipotizzato, non consentono direttamente l’adesione alle superfici e trasmette la forza necessaria per scorrere la motilità dall’interno del cilio, ma formano invece uno strato protettivo che regola l’adesione delle ciglia. “Questa scoperta espande la nostra conoscenza di come le cellule regolano l’interazione diretta con il loro ambiente”, spiega il Prof Michael Hippler del biotecnologo vegetale dell’Università di Münster (Germania). “Stiamo anche acquisendo approfondimenti su come potrebbero funzionare meccanismi protettivi simili in altri organismi”, aggiunge il dott. Adrian Nievergelt del Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology a Potsdam (Germania) che ha collaborato al progetto con il Dr Gaia Pigino nel gruppo di ricerca del Milan (Italia).
Il team ha utilizzato una vasta gamma di tecniche di imaging e analisi delle proteine all’avanguardia, tra cui la tomografia elettronica criogenica e la microscopia elettronica, la microscopia a fluorescenza, la spettrometria di massa e la manipolazione genetica per rimuovere le glicoproteine dal genoma algale.
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