Дослідники виявили нову клітинну органелу, здатну радикально змінити наше розуміння хвороб.
Незважаючи на століття детального вивчення людського тіла, вчені продовжують робити дивовижні відкриття. У 2025 році дослідники виявили раніше невідому клітинну структуру, що може виявитися життєво важливою для нашого здоров'я і вже додана до підручників з анатомії.
Цю інформацію оприлюднили в журналі Nature Communications.
Ця нова мембранозалежна органела, що отримала назву геміфузома, має вирішальне значення для процесів сортування, утилізації та переробки вмісту клітини. Дослідницька група вчених зазначає, що це відкриття може надати нові уявлення про механізми, що лежать в основі розвитку різноманітних захворювань.
"Це нагадує про виявлення нового центру переробки всередині клітин. Наше дослідження показує, що геміфузома відіграє ключову роль у регулюванні процесів упаковки та обробки матеріалів у клітинах. Коли ці механізми виявляються порушеними, це може бути фактором, що сприяє розвитку різноманітних захворювань, які впливають на численні системи організму", -- зазначив біофізик Сехам Ебрагім з Університету Вірджинії.
Відкриття геміфузоми також покращує наше розуміння обігу та транспорту сполук, необхідних для безперебійної роботи клітинного апарату. Клітини, що складають людське тіло, є надзвичайно складними, що ускладнює вивчення їхніх тонких структур. Навіть високочутливі методи, такі як електронна мікроскопія, вимагають вакууму, який може пошкоджувати біологічні зразки.
Останніми роками розвинулася нова технологія, що дозволяє досліджувати біологічні зразки у трьох вимірах, практично на атомарному рівні. Ця інновація називається кріогенною електронною томографією (кріоЕТ). Процес полягає в миттєвому заморожуванні зразків у кріогенному середовищі, що запобігає утворенню кристалів льоду та зберігає цілісність делікатних тканин. Після цього дослідники аналізують матеріал з високою роздільною здатністю, пропускаючи пучок електронів через зразок, щоб створити серію двовимірних зображень.
З використанням цих двовимірних зрізів, дослідники створюють докладну тривимірну модель зразка, що дає змогу дослідити внутрішню структуру клітин та молекул. Цей метод був застосований командою вчених для аналізу різних тканин ссавців, таких як мавпи, люди, щури та миші. У всіх чотирьох типах клітин вони виявили безліч мішечків, які сприяють формуванню пар везикул, розділених стінкою, що отримала назву геміфузійної діафрагми.
Ці везикули, за словами дослідників, функціонують як сортувальні судини. "Ви можете уявити везикули як маленькі вантажівки доставки всередині клітини. Геміфузома схожа на вантажний док, де вони з'єднуються та перевозять вантаж. Це крок у процесі, про існування якого ми не знали", -- пояснює Ебрагім.
Дослідники також провели експерименти з наночастинками золота та культивованими клітинами людини, щоб зрозуміти, як геміфузоми поглинають матеріали з навколишнього середовища. Цікаво, що геміфузоми поводяться інакше, ніж інші клітинні структури.
Попереду ще багато досліджень, щоб повністю зрозуміти функції геміфузоми, її механізми дії та роль у клітинному апараті. Подальші дослідження також можуть розкрити її роль у розвитку захворювань, оскільки порушення обробки клітинного "вантажу" може призвести до серйозних проблем зі здоров'ям.
"Ми лише починаємо усвідомлювати, як ця нова органела вплітається в загальну картину клітинного здоров'я та захворювань. Це надзвичайно цікаво, адже виявлення чогось дійсно нового всередині клітин – велика рідкість, і це відкриває перед нами абсолютно нові можливості для досліджень," -- підкреслив Ебрагім.
Він додав, що розуміння геміфузом може відкрити нові можливості для розробки стратегій лікування складних генетичних захворювань.
Нагадаємо, міжнародне дослідження, що тривало 30 років і охопило 12 тисяч зразків із легенів пацієнтів, виявило тривожну динаміку. Якщо у 1994 році не було зафіксовано жодного стійкого до ліків випадку, то у 2024 році вже 17% грибків Aspergillus fumigatus мають мутації, які роблять лікування неефективним.
