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 Hemifusomstruktur könnte neue Forschungsansätze für viele komplexe Krankheiten eröffnen – Foto: KI

In einer in Nature Communications veröffentlichten Studie beschreiben Wissenschaftler ein völlig neues Organell namens Hemifusom. Dieses membranumhüllte Organell kommt in vielen Geweben vor, von Menschen über Mäuse bis hin zu Affen. Es fungiert als intrazelluläres Sortierzentrum und unterstützt die Zellen beim Sortieren, Verpacken, Transportieren und Verarbeiten von Stoffen im Zellinneren.

Dr. Seham Ebrahim, Zellphysiologe an der University of Virginia (USA) und Mitglied des wissenschaftlichen Teams, erklärte: „Die Entdeckung des Hemifusoms ist vergleichbar mit der Entdeckung eines neuen Sortierzentrums innerhalb der Zelle. Wenn dieser Prozess gestört ist, kann dies mit Krankheiten in Zusammenhang stehen, die den gesamten Körper betreffen.“

Um diese besondere Struktur zu untersuchen, nutzte das Forschungsteam die Kryo-Elektronen-Tomographie (Kryo-ET), eine moderne Methode, die ultraschnelles Einfrieren und Elektronenmikroskopie kombiniert. Die Gewebeprobe wird abrupt abgekühlt, um Verformungen zu vermeiden, und anschließend mit Elektronen bestrahlt, um eine Reihe von 2D-Bildern zu erzeugen. Diese werden dann zu einem detaillierten 3D-Modell auf nahezu molekularer Ebene rekonstruiert.

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

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

Im Gegensatz zu anderen ortsfesten 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 zu absorbieren, die für keine andere Zellstruktur bekannt ist.

Forscher vermuten, dass Hemifusomen eine wichtige Rolle beim Proteintransport und der Abfallentsorgung spielen – beides lebenswichtige Mechanismen zur Aufrechterhaltung der Homöostase in der Zelle. Werden diese Prozesse gestört, können sich in Zellen Toxine anreichern oder fehlerhafte Signale übertragen werden, was häufige Ursachen vieler genetischer, degenerativer oder Krebserkrankungen sind.

Zukünftig werden Wissenschaftler weiterhin untersuchen, wie diese Struktur in gesunden Zellen funktioniert und wie sie sich im Krankheitsfall verändert.

Neue Erkenntnisse könnten der Schlüssel zur Entwicklung von Behandlungen für komplexe Krankheiten sein, die mit Genetik, Stoffwechsel oder Krebs zusammenhängen.

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MINH HAI

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