Forskare upptäcker aldrig tidigare sett en del av mänskliga celler-och det ser ut som en snögubbe som bär en halsduk
En ny organell har upptäckts i mänskliga celler – och forskare kallar det en ”hemifusome.”
Liksom organ i hela storleken i våra kroppar är organellerna i celler specialiserade strukturer som utför specifika funktioner. Samtidigt som du observerar filament som upprätthåller formen på celler, Seham ebrahimen lektor vid University of Virginia, och hennes team märkte en ny struktur som konsekvent dyker upp i 3D -bilderna de gjorde.
Det som till en början verkade som en artefakt i bilderna visade sig vara en ny organell som kan vara involverad i sortering, återvinning och kassering av proteiner i mänskliga celler. Ebrahim liknade hemifusomens form med en snögubbe som bär en halsduk; Föreställ dig ett litet huvud fäst vid en större kropp, med en tunn kant som skiljer de två ändarna.
Organellen är cirka 100 nanometer i diameter, mindre än hälften av storleken på till och med en liten mitokondrion, cellens berömda kraftverk.
Forskarna kunde observera hemifusomerna eftersom de använde en metod som heter Cryo-Electron Tomography (Cryo-ET) för att generera sina bilder. Denna teknik involverade snabbt frysning av celler från fyra laboratorieupphöjda cellinjer för att bevara så mycket av sina strukturer som möjligt, vilket gjorde det möjligt att skapa tydliga 3D-bilder.
”Det är som en ögonblicksbild i tid utan någon form av kemikalie eller någon form av fläck,” sa Ebrahim till Live Science. Med hjälp av denna avbildningsteknik kunde de titta inuti celler i ett ”mycket infödda tillstånd”, som om de var glasbollar, sa hon.
Släkt: Möt ’frodosomen’, en helt ny organell
I sitt papper, publicerat i tidskriften Naturkommunikation I maj skrev forskarna att de hårda bearbetningsstegen som andra bildtekniker underkastade att de troligen förhindrade hemifusomer från att observeras tidigare. Dessutom, med andra tekniker som använder avbildning för att studera trafiken som utvecklas i en levande cell, var organellen troligen för liten för att ses, och framträdde som en oskärpa, tillade Ebrahim.
Ebrahim och hennes kollegor tittade på en konfiguration av vesiklar som de aldrig hade observerat tidigare. Vesiklar är ballongliknande strukturer som används för att transportera saker som proteiner och hormoner inom och mellan celler. Den nya studien avslöjade två vesiklar smält tillsammans med en tvåskiktsbarriär av fett mellan dem.
”Även ur ett biofysikperspektiv är det ett genombrott,” sade Ebrahim, ”eftersom biofysiskt, människor alltid har förutspått eller teoretiserat att vesiklar kan existera i detta hemifuserade tillstånd … men det var första gången det faktiskt har sett i en levande cell.” Denna observation inspirerade namnet hemifusome, eftersom hemifusion hänvisar till den partiella sammanslagningen av två tvåskikt.
Ebrahim hävdar att hemifusomer kan klassificeras som organeller eftersom de är fristående funktionella enheter i en cell, i motsats till ”flyktiga” strukturer som tillfälligt förekommer som membran bildas och delas. I tidningen skrev hon att det är osannolikt att hemifusomer är artefakter av kryo-ET.
Ebrahims resultat ”tyder på att hemifusomerna de visualiserar är äkta cellulära mellanprodukter, inte frysinducerade snedvridningar,” sade Yi-Wei Changbiträdande professor i biokemi och biofysik vid University of Pennsylvania Perelman School of Medicine som inte var involverad i arbetet.
När rollen och funktionen av hemifusomer har bekräftats genom ytterligare studier, kan de erkännas som sin egen klass av mellanstrukturer som uppfyller en del av fusionsprocesser i däggdjursceller, berättade Chang till Live Science i ett e -postmeddelande.
Med sitt nuvarande arbete kan forskarna bekräfta att hemifusomet finns, men de har ännu inte fastställt organellens exakta roll, dess livscykel eller dess sammansättning. Ebrahim antar att hemifusomer är föregångare till vissa typer av vesiklar. Hon tror att hemifusomer kan spela en avgörande roll i återvinning eller bortskaffande av cellmembran, vilket är viktigt för att förhindra uppbyggnad av saker i celler som kan gummi upp sin verksamhet om de får ackumuleras.
Forskarna skrev att förståelse mer om hur hemifusomer fungerar också kunde låsa upp ny insikt i hur sjukdomar som Alzheimers manifest. Alzheimers sjukdom är kopplad till felaktig clearance av onormala proteinplack i hjärnan, vilket leder till uppbyggnad över tid.
”Utan kryo-elektronomografi skulle vi ha missat denna upptäckt,” sade Ebrahim och tilllade att ”det finns förmodligen en hel värld där ute som vi fortfarande måste hitta.”
