Entdeckung einer völlig neuen Struktur in menschlichen Zellen

Wissenschaftler haben in menschlichen Zellen eine völlig neue Struktur entdeckt, die als intrazelluläre Transitstation fungiert und den Zellen hilft, Materialien im Inneren zu sortieren, zu entfernen und zu recyceln.

Die Entdeckung der Hemifusom-Struktur könnte neue Forschungsrichtungen für viele komplexe Krankheiten eröffnen – Foto: AI

In einem in Nature Communications veröffentlichten Artikel beschreiben Wissenschaftler ein völlig neues Organell namens Hemifusom, ein membrangebundenes Organell, das in vielen Geweben – vom Menschen bis hin zu Mäusen und Affen – vorkommt. Diese Struktur fungiert als intrazelluläres Sortierzentrum und hilft Zellen, Materialien im Inneren zu sortieren, zu verpacken, zu transportieren und zu verarbeiten.

Dr. Seham Ebrahim, Zellphysiologe an der University of Virginia (USA) und Mitglied des wissenschaftlichen Teams, erklärte: „Die Entdeckung des Hemifusoms ist wie die Entdeckung eines neuen Sortierzentrums innerhalb der Zelle. Wird dieser Prozess gestört, kann dies zu Krankheiten führen, die den Körper stark beeinträchtigen.“

Um diese besondere Struktur zu beobachten, nutzte das Forschungsteam die Kryo-Elektronentomographie (Kryo-ET), eine moderne Methode, die ultraschnelles Einfrieren und Elektronenmikroskopie kombiniert. Die Gewebeprobe wird dabei schlagartig abgekühlt, um Verformungen zu vermeiden. Anschließend wird sie Elektronen ausgesetzt, um eine Reihe von 2D-Bildern zu erzeugen, die anschließend auf nahezu molekularer Ebene zu einem detaillierten 3D-Modell rekonstruiert werden.

Die Ergebnisse zeigten, dass kleine Vesikel in Zellen oft über eine gemeinsame Membran, das sogenannte Hemifusionsdiaphragma, miteinander verbunden sind. An dieser Verbindungsstelle befindet sich das Hemifusom als Zwischenstruktur, in der der Stoffaustausch stattfindet. Das Hemifusom ist also eine intrazelluläre Transitstation.

„Man kann sich Vesikel als Lieferwagen in der Zelle vorstellen und Hemifusomen als Docks, an denen Fracht wie Proteine, Enzyme oder Abfallstoffe umgeladen werden“, sagte Dr. Ebrahim.

Im Gegensatz zu anderen festen Organellen sind Hemifusomen flexibel in ihrer Form und weit verbreitet. Experimente mit Goldnanopartikeln und kultivierten menschlichen Zellen zeigten, dass Hemifusomen die Fähigkeit besitzen, Stoffe aus der Umgebung auf eine völlig einzigartige Weise aufzunehmen, die bei keiner anderen Zellstruktur bekannt ist.

Forscher gehen davon aus, dass Hemifusomen eine wichtige Rolle beim Proteintransport oder der Abfallentsorgung spielen – wichtige Mechanismen für die Aufrechterhaltung der Homöostase in der Zelle. Werden diese Prozesse gestört, können Zellen Giftstoffe ansammeln oder falsche Signale übertragen, häufige Ursachen für viele genetische, degenerative oder Krebserkrankungen.

In Zukunft werden Wissenschaftler weiter untersuchen, wie diese Struktur in gesunden Zellen funktioniert und wie sie sich bei Krankheiten verändert.

Neue Erkenntnisse könnten der Schlüssel zur Entwicklung von Behandlungen für komplexe Erkrankungen sein, die genetische Ursachen, Stoffwechselprobleme oder Krebs betreffen.

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MINH HAI

Quelle: https://tuoitre.vn/phat-hien-cau-truc-hoan-toan-moi-ben-trong-te-bao-nguoi-20250716195627855.htm