Każda komórka naszego ciała funkcjonuje jak miniaturowe miasto, w którym organella – struktury wewnętrzne – pełnią wyspecjalizowane funkcje. Mitochondria dostarczają energii, rybosomy produkują białka, a jądro przechowuje informację genetyczną. Wydawałoby się, że wszystkie te komponenty zostały już dobrze poznane. A jednak zespół badaczy z University of Virginia dostarczył nauce zaskakującego odkrycia: hemifusomu – zupełnie nowego organellum, którego istnienia dotąd nie podejrzewano.
Czytaj też: To zdarza się raz na miliard lat. Powstało zupełnie nowe organellum komórkowe
Z pomocą zaawansowanej technologii kriotomografii elektronowej – techniki pozwalającej zamrażać komórki i tworzyć trójwymiarowe obrazy ich wnętrza – badacze dostrzegli nietypową strukturę, przypominającą małe pęcherzykowate “centrum przeładunkowe”. Hemifusom nie tylko występuje w ludzkich komórkach, ale także spełnia istotną funkcję w transporcie i recyklingu biologicznego materiału.
Jak wyjaśnia dr Seham Ebrahim z Wydziału Fizjologii Molekularnej i Biofizyki UVA, hemifusom przypomina “punkt załadunkowy”, do którego docierają pęcherzyki transportowe – mikroskopijne struktury odpowiedzialne za przenoszenie substancji w komórce:
Można pomyśleć o pęcherzykach jak o małych ciężarówkach, które rozwożą materiały po całej komórce. Hemifusom to miejsce, gdzie zatrzymują się, by przeładować ładunek.
Hemifusom – nowe organellum komórkowe
Ten nieznany wcześniej etap transportu komórkowego może mieć kluczowe znaczenie dla utrzymania równowagi biologicznej. Jeśli proces przeładunku zostaje zaburzony – na przykład przez uszkodzenie hemifusomu – komórka może nie radzić sobie z gospodarką wewnętrzną. To z kolei może prowadzić do rozwoju wielu chorób.
Czytaj też: Podręczniki biologii do poprawki! Odkryto nowe organellum komórkowe
Nowe odkrycie ma nie tylko wartość poznawczą – otwiera też potencjalnie nowe drogi terapeutyczne. Hemifusom, jako strukturę uczestniczącą w zarządzaniu materiałami komórkowymi, wiąże się z mechanizmami znanymi z chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i choroba Parkinsona. Co więcej, jego rola może być istotna w rzadkich schorzeniach genetycznych, takich jak zespół Hermansky’ego-Pudlaka – zaburzeniu obejmującym m.in. problemy z krzepliwością, pigmentacją i funkcją układu odpornościowego.
Dr Seham Ebrahim dodaje:
To jak odkrycie nowego centrum recyklingu wewnątrz komórki. Kiedy coś w tym systemie nie działa prawidłowo, mogą pojawiać się objawy na poziomie całego organizmu. Rozumiejąc hemifusomy, możemy zacząć lepiej rozumieć źródła tych problemów.
Odkrycia zupełnie nowych organelli są dziś niemal niebywałe. Większość struktur wewnątrzkomórkowych została opisana już w XX wieku. Tym bardziej zaskakuje fakt, że hemifusom, mimo że może być obecny w wielu typach komórek, pozostawał niewidoczny aż do zastosowania kriotomografii – jednej z najbardziej zaawansowanych metod mikroskopii na świecie.
Dr Seham Ebrahim wyjaśnia:
To dopiero początek – teraz, gdy wiemy, że hemifusomy istnieją, możemy zacząć zadawać pytania o ich rolę w zdrowych i chorych komórkach. To daje nam zupełnie nową ścieżkę do zbadania, która może prowadzić do opracowania skuteczniejszych terapii chorób genetycznych i neurologicznych.
Odkrycie hemifusomu to przypomnienie, że wciąż nie poznaliśmy wszystkich tajemnic ludzkiej biologii. Każdy nowy element tej układanki może mieć kluczowe znaczenie dla zrozumienia nie tylko życia na poziomie komórkowym, ale też mechanizmów chorób, które od wieków pozostają wyzwaniem dla medycyny.
Badanie opisujące hemifusom zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications. W najbliższych miesiącach naukowcy planują kontynuować badania, by dokładniej poznać tę mikroskopijną strukturę i określić jej funkcję w różnych typach komórek.