İnsan hücrelerinde hiç görülmemiş organel keşfedildi

University of Virginia’dan Seham Ebrahim ve ekibi, hücrelerin şeklini koruyan filamentleri incelerken 3 boyutlu görüntülerde sürekli olarak tekrarlayan yeni bir yapıyla karşılaştı. Başta görüntüleme hatası olduğu düşünülen bu yapı, daha sonra hücrelerde proteinlerin ayrıştırılması, geri dönüştürülmesi ve atılması gibi işlemlerde görev alabilecek yeni bir organel olarak tanımlandı.

Ebrahim, hemifusome’un şeklini atkılı bir kardan adama benzetti; küçük bir baş kısmı, büyük bir gövdesi ve bu ikisini ayıran ince bir sınır bulunuyor. Bu organel, yaklaşık 100 nanometre çapında olup, hücrenin enerji santrali olarak bilinen mitokondrinin bile yarısından daha küçük bir boyuta sahip.

Bu keşif, hücrelerin mümkün olduğunca doğal hallerinde görüntülenmesine olanak sağlayan cryo-elektron tomografi (cryo-ET) yöntemi sayesinde mümkün oldu. Hücreleri hızla dondurarak iç yapılarının bozulmadan korunmasını sağlayan bu yöntem, detaylı 3D görüntüler elde edilmesine olanak tanıdı. Ebrahim, bu yöntemi “hücrenin cam bir top gibi içinin görüntülenmesi” olarak tanımladı.

Nature Communications dergisinde yayımlanan makalede, diğer görüntüleme yöntemlerinin hücrelere uyguladığı işlemlerin hemifusome’un daha önce görülmesini engellemiş olabileceği belirtildi. Ayrıca, canlı hücrelerdeki trafiği incelemek için kullanılan diğer tekniklerin bu yapıyı fark edemeyecek kadar küçük olduğunu ve yalnızca bir bulanıklık olarak görüldüğünü ifade etti.

Araştırmada, iki vezikülün (hücre içinde protein ve hormon gibi maddelerin taşınmasında görevli baloncuk yapılar) iki katmanlı bir yağ tabakasıyla birleşmiş hali gözlemlendi. Ebrahim, bu durumun biyofizik açısından da bir atılım olduğunu belirterek, “Bu durum daha önce teorik olarak varsayılmıştı ancak ilk kez canlı bir hücrede görüldü” dedi.

Hemifusome’un hücre içinde geçici değil, kendi işlevi olan bağımsız bir yapı olması nedeniyle organel olarak sınıflandırılabileceği ifade ediliyor. Penn Üniversitesi’nden Yi-Wei Chang ise bu keşfin “gerçek hücresel ara aşamalar olduğunu ve dondurma sırasında oluşmuş bir bozulma olmadığını” belirtti.

Araştırma ekibi, hemifusome’un varlığını kesin olarak kanıtlasa da işlevini, yaşam döngüsünü ve tam bileşimini henüz belirleyebilmiş değil. Ebrahim, hemifusome’un bazı veziküllerin öncüsü olabileceğini ve hücre içi zarların geri dönüşüm veya atılma süreçlerinde kritik rol oynayabileceğini düşünüyor. Bu süreçlerin doğru işlemesi, hücre içinde istenmeyen protein birikimlerini engelleyerek Alzheimer gibi hastalıkların anlaşılmasına da ışık tutabilir.