Вчені виявили раніше невідому частину людських клітин: чим вона особлива

Хоча людські клітини – досить добре вивчений наукою об’єкт, все ж дослідники продовжують відкривати нові дивовижні секрети цієї біологічної машини. Нещодавно вони віднайшли у клітинах нову органелу, яку назвали геміфусомою.

Відео дня

Як пише видання Live Science, органели клітини, як і органи цілого організму, є спеціалізованими структурами, які виконують певні функції. Спостерігаючи за ворсинками, які підтримують форму клітин, Сехам Ебрахім, доцент Університету Вірджинії, та її команда помітили нову структуру, яка постійно з'являлася на 3D-зображеннях, які вони робили.

Те, що спочатку здавалося артефактом знімків, після детальнішого вивчення виявилося новою органелою, яка може брати участь у сортуванні, переробці та утилізації білків у клітинах людини. Ебрахім порівняла геміфусому зі сніговиком у шарфі. Принаймні її форма саме його і нагадує. Уявіть собі маленьку круглу голову, прикріплену до більшого тіла, між якими є тонка межа. Діаметр нещодавно відкритої органели становить близько 100 нанометрів. Це менше половини розміру навіть невеликої мітохондрії, знаменитої енергетичної станції клітини.

Вчені змогли спостерігати за геміфусомами, оскільки використовували для створення своїх зображень метод, який називається кріоелектронною томографією (кріо-ЕТ). Цей метод включав швидке заморожування клітин із чотирьох вирощених у лабораторії клітинних ліній, щоб зберегти якнайбільше їхніх структур. Це дозволило створювати чіткі тривимірні зображення.

"Це як моментальний знімок у часі без будь-яких хімічних речовин або будь-яких плям", – пояснила виданню Ебрахім. Використовуючи цей метод візуалізації, дослідники могли зазирнути всередину клітин у "дуже природному стані". Вчена навіть порівняла об’єкт свого дослідження із прозорою скляною кулькою.

У своїй статті, опублікованій у журналі Nature Communications у травні, автори роботи написали, що раніше виявити геміфусоми заважали жорсткі етапи обробки, яким піддають клітини інші методи візуалізації. Крім того, при використанні інших методів, які використовують візуалізацію для вивчення процесів у живій клітині, органела, ймовірно, була надто мала, щоб її можна було побачити. В кращому разі, вона мала вигляд розмитої плями, припустила Ебрахім.

Дослідниця та її колеги вивчали конфігурацію везикул, яку вони ніколи раніше не спостерігали. Везикули – це схожі на кулі структури, які використовуються для транспортування таких речовин, як білки та гормони, всередині та між клітинами. Нове дослідження виявило дві везикули, злиті разом із двошаровим бар'єром ліпідів між ними.

"Навіть з погляду біофізики це прорив, бо з погляду біофізики люди завжди передбачали або теоретизували, що везикули можуть існувати в цьому напівзлитому стані… але це був перший випадок, коли це було фактично помічено в живій клітці", – пояснила Ебрахім. Це спостереження надихнуло назву геміфусома, оскільки геміфузія відноситься до часткового злиття двох бішарів.

Ебрахім стверджує, що геміфусоми можна класифікувати як органели, оскільки вони є автономними функціональними одиницями всередині клітини, на відміну від тимчасових структур, які з'являються та швидко розпадаються при формуванні та розподілі мембран. У статті вона написала, що малоймовірно, що геміфусоми є артефактами КРІО-ЕТ.

Результати Ебрахім "припускають, що геміфусоми, які вдалося візуалізувати, є справжніми клітинними проміжними продуктами, а не спотвореннями, викликаними заморожуванням. Це пояснив Йі-Вей Чанг, доцент кафедри біохімії та біофізики Медичної школи Перельмана Пенсільванського університету. Після того, як роль та функція геміфусом будуть підтверджені в ході подальших досліджень, їх можна буде визнати окремим класом проміжних структур, які виконують частину процесів злиття в клітинах ссавців, сказав Чанг Live Science в електронному листі.

За допомогою своєї поточної роботи дослідники можуть підтвердити, що геміфусома існує, але вони ще мають визначити точну роль органели, її життєвий цикл або її склад. Ебрахім висуває гіпотезу, що геміфусоми є попередниками певних типів везикул. Вона вважає, що відкриті її командою органели можуть відігравати вирішальну роль у переробці або утилізації клітинних мембран, що важливо для запобігання накопиченню в клітинах речовин, які можуть ставати сміттям та заважати їхній роботі, якщо дозволяти таким речовинам накопичуватися.

Дослідники вважають, що більш глибоке розуміння того, як працюють геміфусоми, може відкрити нові можливості для розуміння того, як виявляються такі захворювання, як хвороба Альцгеймера. Цей недуг пов’язують з неправильним очищенням аномальних білкових бляшок у мозку, що з часом призводить до їх накопичення. "Без кріоелектронної томографії ми пропустили б це відкриття", — сказав Ебрахім, додавши, що "ймовірно, існує цілий світ, який нам ще належить відкрити".

Раніше OBOZ.UA розповідав, чому споживання сиру перед сном може провокувати кошмари.

Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.