明斯特大学 使用TIRF显微镜，鞭毛介导的粘附可以被可视化和分析
信用:劳拉霍普弗纳 细胞如何附着在表面并在上面移动？这是一个由教授领导的国际研究小组研究的问题
明斯特大学的迈克尔·希普勒教授
黄，中国科学院水生生物研究所
研究人员使用绿藻莱茵衣藻作为他们的模式生物
他们通过改变细胞表面蛋白质中的糖修饰来控制藻类
因此，它们能够改变细胞表面的粘附力，也称为粘附力
该研究结果现已发表在开放获取科学期刊《电子生命》上
背景和方法 为了移动，绿藻的细胞表面有两条丝状鞭毛
海藻实际上利用这些鞭毛游泳，但它也可以利用它们附着在表面并沿着它们滑行
研究人员现在想弄清楚藻类的运动和附着是如何被控制的
“我们发现细胞表面参与这一过程的蛋白质被某些糖修饰
“如果蛋白质上的糖链被改变，这就使得它们的性质被改变，”明斯特大学植物生物学和生物技术研究所的迈克尔·希普勒解释道
专家随后将这种蛋白质描述为糖基化——碳水化合物与氨基结合的修饰
通过对藻类进行基因操作来改变这些糖的修饰，显示出藻类的粘附力降低，因此，任何对表面的粘附都减少了
同时，在表面滑行的细胞没有变化
因此，在实验室条件下，突变体附着在表面上的力大大减小，仍然足以使滑行发生
为了研究这些过程，研究人员首先使用所谓的插入突变和CRISPR/Cas9方法使编码与糖基化过程相关的酶的基因失活
“下一步是使用质谱方法分析这些基因改变的藻类菌株的糖修饰，”迈克尔·希普勒说，并解释了该团队的方法
为了使细胞滑动可视化，研究人员使用了一种特殊的光学显微镜方法——全内反射荧光显微镜(TIRF)
这种方法经常用于对非常靠近表面的结构进行检查
为此，在藻类的鞭毛中表达荧光蛋白，以使鞭毛和细胞滑动可见
为了测量在将单个细胞粘附到表面上时使用了多大的力，使用了原子力显微镜，并与利物浦大学(英国)和哥廷根的马克斯·普朗克动力学和自组织研究所合作进行了微管粘附测量
“这使我们能够证实，通过改变蛋白质糖的修饰，纳米范围内的粘附力降低了，”姚凯黄补充说
绿藻上的两个鞭毛不仅类似于精子的鞭毛，也类似于其他可移动的鞭毛
这些通常被称为“纤毛”，也存在于人体内——例如呼吸道
“如果我们把我们的发现转移到人类细胞，糖修饰的蛋白质可以用来改变精子或纤毛与各种表面的相互作用，”姚凯·黄和迈克尔·希普勒说
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