Після століть детального картографування людського тіла вчені продовжують робити відкриття. І ось ми живемо, у 2025 році, і раніше невідома клітинна структура, яка може бути життєво важливою для нашого здоров’я, щойно була додана до підручників з анатомії. Здається, що мембранозв’язана органела відіграє величезну роль у сортуванні, утилізації та переробці вмісту клітин. Вона називається геміфузомою, і команда вчених стверджує, що це може пролити нове світло на хвороби.
«Це схоже на відкриття нового центру переробки всередині клітини», — сказав біофізик Сехам Ебрагім з Університету Вірджинії. «Ми вважаємо, що геміфузома допомагає керувати тим, як клітини упаковують та обробляють матеріал, і коли це йде не так, це може сприяти розвитку захворювань, які вражають багато систем організму».
Не тільки це, це відкриття допомагає нам краще зрозуміти обіг і транспорт сполук, життєво важливих для безперервного функціонування нашого клітинного апарату. Клітини, подібні до тих, що складають людське тіло, є дуже складними, що ускладнює розрізнення тонких структур, відповідальних за їхні численні процеси. Навіть за допомогою високочутливих технологій, таких як електронна мікроскопія, зразки повинні утримуватися у вакуумі, що створює безлад з біологічними матеріалами.
Однак в останні роки з’явилася техніка, яка дозволяє нам досліджувати біологічні зразки майже аж до атомних масштабів у трьох вимірах. Це називається кріогенна електронна томографія, або кріоЕТ. Зразки заморожують у кріогенному середовищі занадто швидко, щоб кристали льоду встигли утворитися та пошкодити тендітну тканину; потім вчені можуть вивчати матеріал з високою роздільною здатністю, пропускаючи пучок електронів через зразок, щоб отримати серію двовимірних зображень.
Разом ці двовимірні зрізи можна використовувати для створення тривимірної реконструкції зразка, достатньо детальної, щоб виявити внутрішню структуру клітин і молекул з високою роздільною здатністю. Це метод, який команда дослідників використовувала для вивчення різних видів тканин ссавців – мавп, людей, щурів та мишей. У всіх чотирьох типах клітин, які вони досліджували, вони виявили численні мішечки, що сприяють утворенню пар везикул, розділених стінкою, яка називається геміфузійною діафрагмою. Ці везикули, кажуть дослідники, діють трохи як сортувальні посудини.
«Ви можете уявити везикули як маленькі вантажівки доставки всередині клітини», – пояснює Ебрагім. «Геміфузома схожа на вантажний док, де вони з’єднуються та перевозять вантаж. Це крок у процесі, про існування якого ми не знали».
Дослідники провели експерименти з наночастинками золота та культивованими клітинами людини, щоб визначити, чи подібний спосіб поглинання геміфузомами матеріалів з навколишнього середовища до того, що спостерігалося в інших клітинах. Цікаво, що геміфузоми поводяться по-різному. Потрібно провести більше досліджень, щоб з’ясувати, що робить органела, як вона це робить і як вона вписується в ширшу картину клітинного механізму.
Подальші дослідження також можуть виявити роль геміфузом у розвитку захворювань, оскільки нездатність належним чином обробляти клітинний вантаж може спричинити значні проблеми зі здоров’ям.
«Ми тільки починаємо розуміти, як ця нова органела вписується в ширшу картину здоров’я та хвороб клітин. Це захоплююче, тому що знайти щось справді нове всередині клітин — рідкість, і це дає нам абсолютно новий шлях для дослідження», — каже Ебрагім.
«Тепер, коли ми знаємо про існування геміфузом, ми можемо почати цікавитися, як вони поводяться у здорових клітинах і що відбувається, коли щось йде не так. Це може призвести до розробки нових стратегій лікування складних генетичних захворювань».
Дослідження було опубліковано в журналі Nature Communications .
