Po stáročiach mapovania ľudského tela vedci objavujú aj v roku 2025 nové bunkové štruktúry, ktoré môžu byť kľúčové pre naše zdravie.
Koláž: Vedkyňa s mikroskopom. Zdroj: iStock/yalax; Nová bunková štruktúra. Zdroj: Tavakoli a kol., Nat. Commun., 2025
Zdá sa, že membránovo viazaná organela zohráva obrovskú úlohu pri triedení, likvidácii a recyklácii obsahu buniek. Nazýva sa hemifuzóm a tím vedcov tvrdí, že by mohla vrhnúť nové svetlo na choroby. Výskum bol publikovaný v časopise Nature Communications.
„Je to ako objavenie nového recyklačného centra vnútri bunky,“ povedal biofyzik Seham Ebrahim z Virgínskej univerzity. „Myslíme si, že hemifuzóm pomáha riadiť, ako bunky balia a spracovávajú materiál, a keď sa to pokazí, môže to prispieť k chorobám, ktoré postihujú mnohé systémy v tele.“ Okrem toho nám tento objav pomáha lepšie pochopiť obrat a transport zlúčenín, ktoré sú životne dôležité pre pokračujúcu funkciu nášho bunkového mechanizmu.
Hemifuzóm je malá kvapka na golieri medzi dvoma vezikulami. Zdroj: Tavakoli a kol., Nat. Commun., 2025
Objav umožnila nová technika
Bunky ako tie, ktoré tvoria ľudské telo, sú veľmi zložité, čo sťažuje rozlišovanie jemných štruktúr zodpovedných za ich mnohé procesy. Aj pri použití vysoko citlivých technológií, ako je elektrónová mikroskopia, musia byť vzorky uchovávané vo vákuu, čo spôsobuje neporiadok v biologických materiáloch.
V posledných rokoch sa však objavila technika, ktorá nám umožňuje skúmať biologické vzorky takmer až do atómovej mierky v troch rozmeroch. Nazýva sa kryogénna elektrónová tomografia alebo cryoET. Vzorky sa zmrazia v kryogénnom médiu príliš rýchlo na to, aby sa vytvorili ľadové kryštáliky a poškodili krehké tkanivo. Potom môžu vedci študovať materiál vo vysokom rozlíšení, pričom cez vzorku vyžarujú lúč elektrónov, aby nasnímali sériu dvojrozmerných snímok.
Tieto dvojrozmerné rezy sa dajú spoločne použiť na vytvorenie trojrozmernej rekonštrukcie vzorky, ktorá je dostatočne podrobná na to, aby odhalila vnútornú štruktúru buniek a molekúl vo vysokom rozlíšení.
Štruktúry hemifuzómov môžu mať rôzne tvary. Zdroj: Tavakoli a kol., Nat. Commun., 2025
Vezikuly ako triediace nádoby
Túto techniku použil tím výskumníkov na štúdium rôznych druhov tkanív cicavcov – opíc, ľudí, potkanov a myší. Vo všetkých štyroch typoch buniek, ktoré skúmali, našli viacero vakov, ktoré uľahčujú tvorbu párov vezikúl oddelených stenou nazývanou hemifúzna membrána. Podľa výskumníkov fungujú tieto vezikuly trochu ako triediace nádoby.
„Vezikuly si môžete predstaviť ako malé dodávkové autá vnútri bunky,“ vysvetľuje Ebrahim. „Hemifuzóm je ako nakladacia rampa, kde sa pripájajú a prenášajú náklad. Je to krok v procese, o ktorom sme nevedeli, že existuje.“ Výskumníci vykonali experimenty so zlatými nanočasticami a s kultivovanými ľudskými bunkami, aby zistili, či je spôsob, akým hemifuzómy prijímajú materiály z okolia, podobný tomu, čo sa pozorovalo v iných bunkách.
Ďalší výskum
Zdá sa, že hemifuzómy sa správajú odlišne. Je potrebné vykonať viac štúdií, aby sme zistili, čo táto organela robí, ako to robí a ako zapadá do širšieho obrazu bunkového mechanizmu.
Ďalší výskum by mohol tiež odhaliť úlohu, ktorú hemifuzómy zohrávajú pri ochoreniach, pretože neschopnosť správne spracovať bunkový náklad môže spôsobiť významné zdravotné problémy. „Len začíname chápať, ako táto nová organela zapadá do širšieho obrazu zdravia buniek a chorôb. Je to vzrušujúce, pretože objavenie niečoho skutočne nového vnútri buniek je zriedkavé. A poskytuje nám to úplne novú cestu k objavovaniu,“ hovorí Ebrahim.
„Teraz keď vieme, že hemifuzómy existujú, sa môžeme začať pýtať, ako sa správajú v zdravých bunkách a čo sa stane, keď sa niečo pokazí. To by nás mohlo viesť k novým stratégiám liečby komplexných genetických ochorení.“
Zdroj: Nature Communications, Science Alert
(LDS)
