Descoperire revoluționară. Cercetătorii au descoperit o parte nemaivăzută a celulei umane

La fel ca organele din corpul nostru, organitele din celule sunt structuri specializate care îndeplinesc funcții specifice.

În timp ce observau filamentele care mențin forma celulelor, Seham Ebrahim, profesor asistent la Universitatea din Virginia, și echipa sa au remarcat o nouă structură care apărea în mod constant în imaginile 3D pe care le realizau, potrivit Live Science.

Ceea ce la început părea a fi un artefact în imagini s-a dovedit a fi un nou organit care ar putea fi implicat în sortarea, reciclarea și eliminarea proteinelor din celulele umane.

Ebrahim a comparat forma hemifuzomului cu cea a unui om de zăpadă care poartă o eșarfă: imaginați-vă un cap mic atașat unui corp mai mare, cu o margine subțire care separă cele două capete.

Organitul are un diametru de aproximativ 100 de nanometri, mai puțin de jumătate din dimensiunea unei mitocondrii mici, celebra centrală energetică a celulei.

Cercetătorii au folosit metoda cryo-ET

Oamenii de știință au putut observa hemifuzomii deoarece au folosit o metodă numită tomografie crio-electronică (cryo-ET) pentru a genera imaginile. Această tehnică a implicat înghețarea rapidă a celulelor din patru linii celulare cultivate în laborator pentru a păstra cât mai mult din structurile lor, făcând posibilă crearea de imagini 3D clare.

„Este ca o instantanee în timp, fără niciun fel de substanță chimică sau colorant”, a declarat Ebrahim pentru Live Science. Folosind această tehnică de imagistică, ei au putut privi în interiorul celulelor într-o „stare foarte naturală”, ca și cum ar fi fost bile de sticlă, a spus ea.

În articolul lor, publicat în revista Nature Communications în luna mai, cercetătorii au scris că etapele dure de procesare la care sunt supuse celulele în cazul altor tehnici de imagistică au împiedicat probabil observarea hemifuzomilor mai devreme.

În plus, cu alte tehnici care utilizează imagistica pentru a studia traficul care se desfășoară într-o celulă vie, organita era probabil prea mică pentru a fi văzută, apărând cel mult ca o imagine neclară, a adăugat Ebrahim.

Ebrahim și colegii ei au observat o configurație a veziculelor pe care nu o mai observaseră până atunci. Veziculele sunt structuri asemănătoare baloanelor utilizate pentru a transporta substanțe precum proteine și hormoni în interiorul și între celule.

Noul studiu a revelat două vezicule fuzionate între ele, cu o barieră de grăsime cu două straturi între ele.

Descoperire revoluționară

„Chiar și din perspectiva biofizicii, este o descoperire revoluționară”, a spus Ebrahim, „deoarece, din punct de vedere biofizic, oamenii au prezis sau teoreticizat întotdeauna că veziculele pot exista în această stare hemifuzionată… dar aceasta a fost prima dată când a fost observată într-o celulă vie”.

Această observație a inspirat numele de hemifuzom, deoarece hemifuzia se referă la fuziunea parțială a două straturi duble.

Ebrahim susține că hemifuzomii pot fi clasificați ca organite, deoarece sunt unități funcționale autonome în interiorul unei celule, spre deosebire de structurile „trecătoare” care apar temporar pe măsură ce membranele se formează și se divid.

În articol, ea a scris că este puțin probabil ca hemifuzomii să fie artefacte ale criomicroscopiei electronice.

Descoperirile lui Ebrahim „sugerează că hemifuzomii pe care îi vizualizează sunt intermediari celulari autentici, nu distorsiuni induse de îngheț”, a spus Yi-Wei Chang, profesor asistent de biochimie și biofizică la Universitatea din Pennsylvania Perelman School of Medicine, care nu a fost implicat în această lucrare.

Odată ce rolul și funcția hemifuzomilor vor fi confirmate prin studii suplimentare, acestea ar putea fi recunoscute ca o clasă proprie de structuri intermediare care îndeplinesc o parte din procesele de fuziune în celulele mamiferelor, a declarat Chang pentru Live Science într-un e-mail.

Nu se cunoaște exact rolul organitului

Cu ajutorul cercetărilor actuale, oamenii de știință pot confirma existența hemifuzomului, dar încă nu au determinat rolul exact al organitului, ciclul său de viață sau compoziția sa.

Ebrahim emite ipoteza că hemifuzomii sunt precursori ai anumitor tipuri de vezicule. E

a crede că hemifuzomii pot juca un rol crucial în reciclarea sau eliminarea membranelor celulare, ceea ce este important pentru prevenirea acumulării de substanțe în celule care ar putea împiedica funcționarea acestora dacă ar fi lăsate să se acumuleze.

Cercetătorii au scris că o mai bună înțelegere a modului în care funcționează hemifuzomii ar putea oferi noi perspective asupra modului în care se manifestă boli precum Alzheimer.

Boala Alzheimer este legată de eliminarea necorespunzătoare a plăcilor proteice anormale din creier, ceea ce duce la acumularea acestora în timp.

„Fără tomografia crio-electronică, am fi ratat această descoperire”, a spus Ebrahim, adăugând că „probabil există o întreagă lume acolo pe care încă trebuie să o descoperim”.