细胞如何粘附在表面上并在其上移动?这是一个由明斯特大学的迈克尔·希普勒教授和水生生物研究所(中国科学院武汉，中国)的黄凯尧教授率领的国际研究人员小组调查的一个问题。研究人员以绿藻莱茵衣藻为模型生物。他们通过改变细胞表面蛋白质中糖的修饰来操纵藻类。结果，它们能够改变细胞表面粘附力，也称为粘附力。结果现已发表在开放存取科学期刊eLife上。

背景和方法

为了移动，绿藻在其细胞表面有两个线状鞭毛。藻类实际上将这些鞭毛用于游泳，但也可以使用它们粘附到表面并沿着它们滑动。现在，研究人员希望找出如何控制藻类部分的运动和粘附。“我们发现参与此过程的细胞表面蛋白质被某些糖修饰。如果蛋白质上的这些糖链被改变，这将使其性质发生改变，”生物学与生物技术研究所的迈克尔·希普勒解释说。明斯特大学植物学院。然后，专家将这种蛋白质描述为N-糖基化的-一种修饰，其中碳水化合物固定在氨基上。通过对藻类进行遗传操作而对这些糖修饰进行的更改表明，藻类的粘附力以及因此产生的粘附力 减少了对表面的粘附。同时，滑行在表面上的细胞没有变化。因此，在实验室条件下，突变体附着在表面上的力大大降低，仍然足以发生滑动。

为了研究这些过程，研究人员首先使用了所谓的插入诱变和CRISPR / Cas9方法来使编码与N-糖基化过程相关的酶的基因失活。迈克尔·希普勒解释说：“下一步是使用质谱法分析这些基因改变的藻类菌株的糖修饰。” 为了可视化细胞滑行，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)。该方法通常用于对非常靠近表面的结构进行检查。为此目的，在藻的鞭毛中表达了荧光蛋白，以使鞭毛和细胞滑行可见。

为了测量将单个细胞粘附到表面的力是多少，使用了原子力显微镜，并与英国利物浦大学和马克斯·普朗克动力学与自已研究所合作，进行了微量移液管粘附力的测量。 -哥廷根的组织。“这使我们能够验证通过改变蛋白质糖的修饰来降低纳米范围内的粘附力，”黄凯尧补充道。

绿藻上的两个鞭毛不仅与精子鞭毛相似，而且与其他可移动鞭毛相似。这些通常被称为“纤毛”，也可以在人体中发现，例如在呼吸道中。黄凯瑶和迈克尔·希普勒说：“如果将我们的发现转移到人类细胞中，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。”