Внутри клеток человеческого организма до сих пор скрываются загадки для науки. Исследователи из Виргинского университета и Национальных институтов здоровья (США) совершили открытие, обнаружив ранее неизвестную структуру (органеллу). Она действует как своеобразный «логистический центр», отвечающий за сортировку, переработку и утилизацию клеточных материалов.
Результаты исследования, опубликованные в престижном журнале Nature Communications, улучшают наше понимание клеточных процессов и могут помочь в лечении редких генетических заболеваний.
Новый игрок на клеточной арене
Органеллы (или органоиды) клетки — это постоянные внутриклеточные структуры, которые выполняют определённые функции, необходимые для жизнедеятельности клетки. Они находятся во внутренней части клетки.
Долгое время учёные считали, что основные органеллы уже изучены, но недавно они обнаружили ранее неизвестную структуру. Её назвали гемифусомой. Она была «невидима» для традиционных методов микроскопии, поскольку слишком хрупкая для них. Помог новый метод — криоэлектронная томография (крио-ЭТ) — передовая технология, позволяющая «замораживать» клетки в действии и изучать их в мельчайших деталях. Если просто: клетки мгновенно замораживают до −196°C, и тогда можно разглядеть всё в мельчайших деталях.
«Это как найти целый склад в доме, где вы жили годами, даже не подозревая о его существовании», — объясняет биолог Сехам Эбрахим из Университета Вирджинии, руководитель исследования.
«Если здесь происходит сбой, весь процесс даёт ошибку»
Гемифусома работает как перевалочный пункт: она принимает «грузы» в виде везикул — маленьких мембранных пузырьков с полезными веществами, сортирует их и отправляет дальше по назначению. Эти пузырьки сливаются, но иногда не полностью. Эта структура и есть гемифусома. Раньше думали, что подобное частичное слияние длится лишь доли секунды, но оказалось, что оно существуют гораздо дольше, формируя сложные структуры. «Гемифусома» по-гречески и означает «наполовину слившаяся». Она состоит из двух пузырьков разных размеров.
Учёные выделили несколько типов гемифусом:
- Прямые — когда маленькая везикула сливается с поверхностью большой.
- Перевёрнутые — когда маленькая везикула оказывается внутри большей, создавая внутренние отсеки.
- Составные — сложные сети из нескольких соединённых везикул.
Открытие гемифусом может дать ответы на вопросы, связанные с редкими заболеваниями — такими как синдром Германски-Пудлака. Эта генетическая патология вызывает альбинизм — наследственное заболевание, при котором кожа, волосы и радужная оболочка глаз выглядят обесцвеченными. Среди других недугов, причина которых может скрываться в нарушениях клеточного транспорта — проблемы со зрением, лёгкими и свёртываемостью крови.
«Если представить клетку как фабрику, то гемифусомы — это её склады и транспортные узлы. Если здесь происходит сбой, весь процесс даёт ошибку», — приводит понятную аналогию Сехам Эбрахим.
Теперь перед исследователями стоит новая задача: выяснить, как именно гемифусомы влияют на здоровье клетки и можно ли использовать это знание для создания новых методов лечения указанных заболеваний.
