მეცნიერებმა უჯრედის შიგნით აქამდე უცნობი სტრუქტურა აღმოაჩინეს, რომელსაც “ჰემიფუსომა” უწოდეს. ეს აღმოჩენა, რომელიც უახლესი კრიო-ელექტრონული ტომოგრაფიის (cryo-ET) ტექნოლოგიით გახდა შესაძლებელი, ცვლის ჩვენს წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ როგორ მუშაობს უჯრედი შიგნიდან – კონკრეტულად, როგორ ქმნის და მართავს ის შიდა ვეზიკულებს (ბუშტუკებს), რომლებიც უჯრედის “სატვირთო კონტეინერების” როლს ასრულებს.
კვლევა, რომელიც ჟურნალ “Nature Communications”-ში გამოქვეყნდა, შესაძლოა, გადამწყვეტი გახდეს მრავალი დაავადების, მათ შორის ნეიროდეგენერაციული აშლილობებისა და კიბოს, შესწავლისთვის.
რა არის ჰემიფუსომა?
წარმოიდგინეთ უჯრედი, როგორც დატვირთული ქალაქი, სადაც მუდმივად ხდება ტვირთების (ცილების, ლიპიდების) გადაზიდვა ერთი ადგილიდან მეორეზე. ამ ტვირთებს ატარებენ პატარა მემბრანული ბუშტუკები, ანუ ვეზიკულები. აქამდე მიიჩნეოდა, რომ როდესაც ორი ვეზიკულა ხვდებოდა ერთმანეთს ტვირთის გადასაცემად, ისინი სრულად “ერთდებოდნენ” (fusion) – ეს პროცესი წამის მეასედებში ხდებოდა.
თუმცა, ახალმა კვლევამ აჩვენა სრულიად განსხვავებული სურათი. მეცნიერებმა აღმოაჩინეს სტრუქტურები, სადაც ორი სხვადასხვა ზომის ვეზიკულა ერთმანეთს ბოლომდე არ შერწყმია, არამედ ნახევრად-შეერწყა (hemifused) და ამ მდგომარეობაში დიდი ხნის განმავლობაში რჩებოდა. ამ სტაბილურ, ნახევრად შერწყმულ კომპლექსს “ჰემიფუსომა” უწოდეს.
რას ნიშნავს “ნახევრად შერწყმა”? ეს არის პროცესი, როდესაც ორი ვეზიკულის გარე მემბრანები ერთმანეთს ერწყმის, მაგრამ შიდა მემბრანები – არა. შედეგად, მათი შიგთავსი ერთმანეთს არ ერევა. აქამდე მიიჩნეოდა, რომ ეს მხოლოდ წამიერი, არასტაბილური შუალედური ეტაპი იყო, მაგრამ ახალმა კვლევამ აჩვენა, რომ ეს უჯრედის სტაბილური და ფუნქციური ნაწილია.
პროტეოლიპიდური ნანოწვეთი (PND) – პროცესის იდუმალი “რეჟისორი”
კვლევის ყველაზე საინტერესო ნაწილი ისაა, რომ ყველა ჰემიფუსომასთან აღმოჩნდა დაკავშირებული იდუმალი, 42-ნანომეტრიანი სტრუქტურა, რომელსაც მკვლევრებმა პროტეოლიპიდური ნანოწვეთი (PND) უწოდეს.
როგორც ჩანს, სწორედ ეს PND არის მთელი პროცესის “რეჟისორი”. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ეს ნანოწვეთი ემაგრება დიდ ვეზიკულას და მის მემბრანაზევე “აშენებს” ახალ, პატარა ვეზიკულას. ანუ, ჰემიფუსომა არის არა ორი ძველი ვეზიკულის შეხვედრის შედეგი, არამედ ახალი ვეზიკულის დაბადების პროცესი.
რატომ არის ეს აღმოჩენა მნიშვნელოვანი?
ეს აღმოჩენა ცვლის ჩვენს წარმოდგენას მულტივეზიკულური სხეულების (MVBs) ფორმირების შესახებ.
რა არის MVB? მულტივეზიკულური სხეული არის უჯრედის “გადამამუშავებელი ქარხანა” ან “სორტირების ცენტრი”. ეს არის დიდი ვეზიკულა, რომელიც სავსეა უფრო პატარა ვეზიკულებით. აქ ხდება უჯრედისთვის არასაჭირო ცილების და სხვა მასალების “დასორტირება”, სანამ ისინი საბოლოოდ განადგურდებიან (ლიზოსომაში) ან უჯრედიდან გარეთ გაიტყორცნებიან. MVB-ების დისფუნქცია დაკავშირებულია ისეთ დაავადებებთან, როგორიცაა ალცჰაიმერი, პარკინსონი და კიბო.
აქამდე მიიჩნეოდა, რომ MVB-ები რთული ცილოვანი კომპლექსის, ESCRT-ის, მეშვეობით იქმნებოდა. ახალი კვლევა კი გვთავაზობს ალტერნატიულ, ESCRT-ისგან დამოუკიდებელ მოდელს, სადაც ჰემიფუსომები და PND-ები მთავარ როლს ასრულებენ. ამ პროცესის უკეთ გაგება მეცნიერებს დაეხმარება, იპოვონ ახალი სამიზნეები ზემოთხსენებული დაავადებების სამკურნალოდ.
