|
Обнаружили клетку, о существовании которой не подозревали
|
|
|
|
Еще на уроках биологии в старших классах большинство из нас узнавали о внутреннем устройстве клетки или ее органеллах, от рибосом до митохондрий и эндоплазматического ретикулума, и, вероятно, нам приходилось идентифицировать их на промежуточных экзаменах. Теперь неожиданное открытие, вероятно, вскоре перепишет эти учебники.
|
|
|
|
Гемифусома - это новая органелла, которую старшеклассникам (к их большому огорчению) придется запомнить. Биофизик Сехам Эбрахим (Seham Ebrahim) из Университета Вирджинии и ее команда исследователей наблюдали за клетками млекопитающих, когда обнаружили гемифусомы, которые ранее не удавалось обнаружить, поскольку они даже меньше митохондрий и могут быть легко размыты или приняты за фоновый шум. Эти нано-шары, которые выглядят так, как будто у них есть носы, имеют поразительное сходство с BB-8 или профилями некоторых кукол-маппетов. Несмотря на отсылки к поп-культуре, их функция организации, очистки и вторичной переработки белков потенциально может открыть новые пути лечения генетических и нейродегенеративных заболеваний.
|
|
|
|
Гемифусомы состоят из двух везикул, которые представляют собой мембранные мешочки, заполненные жидкостью и образованные в результате гемифузии, что означает, что меньшая из них соединена с большей в виде полусферы, как будто у нее отсутствует вторая половина. Это происходит, когда сначала сливаются внешние слои двух мембран, в то время как внутренние слои мембраны остаются открытыми до тех пор, пока тонкая связь между ними не образует новый пузырек. Прикрепленные везикулы иногда находятся снаружи органеллы, а иногда и внутри, и хотя точное происхождение этих везикул до сих пор неизвестно, считается, что гемифусомы способствуют образованию новых везикул, которые транспортируют материалы по всей клетке. Вероятно, именно так они выбрасывают сотовый мусор.
|
|
|
|
|
|
|
Эбрахим использовал криоэлектронную томографию, или cryo-ET, для наблюдения и получения изображений гемифузом. Клетки, которые хранились при криогенных температурах, были представлены в двух измерениях с помощью электронного микроскопа. Затем сверхскоростные камеры сделали несколько снимков замороженных клеток и их органелл. На основе этих фотографий были созданы отдельные изображения с использованием алгоритмов, которые преобразовали 2D-изображения в 3D.
|
|
|
|
“Наши наблюдения за гемифусомами в четырех различных клеточных линиях, происходящих из различных видов и тканей и замороженных как можно ближе к их естественному состоянию, позволяют предположить, что они могут быть общими компонентами клеточной периферии в широком спектре клеток и тканей”, - сказала она в исследовании, недавно опубликованном в Nature Communications.
|
|
|
|
Еще одно, что хотели выяснить исследователи, - это какая связь существует между гемифусомами и эндосомами, которые представляют собой везикулы, транспортирующие внеклеточный материал в клетку посредством процесса эндоцитоза. Плазматическая мембрана клетки сворачивается внутрь, окружая вещество, такое как молекулы пищи, окружающей жидкостью. Затем эти молекулы поглощаются клеткой, плазматическая мембрана которой отщипывается, образуя эндосому, которая переносит их в цитоплазму. Эндосомы также могут образовываться в результате слияния пузырьков, которые уже существуют внутри клетки. Эбрахим проследил активность эндосом и гемифусомов, но они, по-видимому, не работают вместе.
|
|
|
|
Что делает гемифусомы такими важными, так это то, как они собирают и перерабатывают нежелательные белки. Многие исследования показали, что накопление белковых бляшек в головном мозге может вызывать и усугублять нейродегенеративные заболевания, такие как деменция и болезнь Альцгеймера, и более глубокое понимание того, как функционируют эти органеллы, может привести к разработке методов лечения, которые будут работать с ними.
|
|
|
|
“Будущие исследования должны быть сосредоточены на определении того, присутствуют ли гемифусомы и составные гемифусомы в других областях клетки, - сказал Эбрахим, - и на выяснении молекулярных механизмов, лежащих в основе их образования, стабильности и функционирования, а также их более широкого значения для клеточной физиологии и патологии”.
|
|
|
|
Источник
|
