Ученые, изучая филаменты, поддерживающие форму клетки, обнаружили неизвестную структуру. Она получила название гемифусома. Визуально органелл напоминает снеговика в шарфе: небольшая «голова» соединена с более крупным «телом», разделенными тонкой границей – «шарфом».
Размер гемифусомы составляет около 100 нанометров в диаметре – это меньше половины размера маленькой митохондрии. Структурно она образована двумя пузырьками (везикулами), частично слившимися друг с другом. Ключевая особенность – наличие двухслойного барьера из жиров (липидный бислой) между ними, что указывает на «гемифьюжн» – промежуточное состояние слияния мембран.
Исследование возглавила Сехам Эбрахим, доцент Университета Вирджинии, совместно с ее коллегами. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications в мае этого года. Главным инструментом открытия стала крио-электронная томография (крио-ЭТ).
Этот метод предполагает мгновенную заморозку клеток, полученных из четырех лабораторных клеточных линий. Замораживание сохраняет структуры в их естественном, «нативном» состоянии, без применения химикатов или красителей, подобно моментальному снимку. Технология позволяет создавать четкие трехмерные изображения. «Без крио-электронной томографии мы бы пропустили это открытие», – подчеркнула Эбрахим. Предыдущие методы, вероятно, искажали или не могли выявить гемифусомы из-за агрессивной обработки или низкого разрешения.
Открытие представляет собой прорыв в биофизике: это первое прямое наблюдение везикул в теоретически предсказанном состоянии гемифьюжн внутри живой клетки. Исследователи предполагают, что гемифусомы могут быть предшественниками определенных типов везикул. Их гипотетическая функция – критическая роль в утилизации или переработке клеточных мембран, предотвращая их вредное накопление, которое способно «засорить работу» клетки.
Понимание гемифусом может дать новые ключи к разгадке таких болезней, как Альцгеймер, связанных с нарушением выведения аномальных белковых бляшек. Как отметил независимый эксперт Йи-Вей Чан, доцент биохимии и биофизики Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета, работа Эбрахим «указывает на то, что визуализированные ими гемифусомы являются подлинными клеточными промежуточными структурами, а не искажениями, вызванными замораживанием».
Точная роль, жизненный цикл и полный состав гемифусомы пока не подтверждены и требуют дальнейших исследований. Однако, как считает Чан, после подтверждения функции гемифусомы могут быть признаны отдельным классом промежуточных структур, реализующих часть процессов слияния в клетках млекопитающих. Это открытие напоминает, что в клетке, вероятно, существует целый мир неизвестных структур. Оно следует за недавними сообщениями об открытии новых органелл, таких как «фродосома» и «эксклюсома» – мини-органелла, защищающая геном.
Изображение носит иллюстративный характер
Размер гемифусомы составляет около 100 нанометров в диаметре – это меньше половины размера маленькой митохондрии. Структурно она образована двумя пузырьками (везикулами), частично слившимися друг с другом. Ключевая особенность – наличие двухслойного барьера из жиров (липидный бислой) между ними, что указывает на «гемифьюжн» – промежуточное состояние слияния мембран.
Исследование возглавила Сехам Эбрахим, доцент Университета Вирджинии, совместно с ее коллегами. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications в мае этого года. Главным инструментом открытия стала крио-электронная томография (крио-ЭТ).
Этот метод предполагает мгновенную заморозку клеток, полученных из четырех лабораторных клеточных линий. Замораживание сохраняет структуры в их естественном, «нативном» состоянии, без применения химикатов или красителей, подобно моментальному снимку. Технология позволяет создавать четкие трехмерные изображения. «Без крио-электронной томографии мы бы пропустили это открытие», – подчеркнула Эбрахим. Предыдущие методы, вероятно, искажали или не могли выявить гемифусомы из-за агрессивной обработки или низкого разрешения.
Открытие представляет собой прорыв в биофизике: это первое прямое наблюдение везикул в теоретически предсказанном состоянии гемифьюжн внутри живой клетки. Исследователи предполагают, что гемифусомы могут быть предшественниками определенных типов везикул. Их гипотетическая функция – критическая роль в утилизации или переработке клеточных мембран, предотвращая их вредное накопление, которое способно «засорить работу» клетки.
Понимание гемифусом может дать новые ключи к разгадке таких болезней, как Альцгеймер, связанных с нарушением выведения аномальных белковых бляшек. Как отметил независимый эксперт Йи-Вей Чан, доцент биохимии и биофизики Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета, работа Эбрахим «указывает на то, что визуализированные ими гемифусомы являются подлинными клеточными промежуточными структурами, а не искажениями, вызванными замораживанием».
Точная роль, жизненный цикл и полный состав гемифусомы пока не подтверждены и требуют дальнейших исследований. Однако, как считает Чан, после подтверждения функции гемифусомы могут быть признаны отдельным классом промежуточных структур, реализующих часть процессов слияния в клетках млекопитающих. Это открытие напоминает, что в клетке, вероятно, существует целый мир неизвестных структур. Оно следует за недавними сообщениями об открытии новых органелл, таких как «фродосома» и «эксклюсома» – мини-органелла, защищающая геном.
