İnsan vücudunun temel yapı taşları olan hücrelerde, bugüne kadar hiç görülmemiş yepyeni bir organel keşfedildi. Bilim dünyasında büyük heyecan uyandıran bu yeni yapıya, benzersiz şekli nedeniyle “hemifüzom” adı verildi ve hatta bazıları onu “atkılı bir kar adamı”na benzetti.
Tıpkı vücudumuzdaki organlar gibi, hücreler içindeki organeller de belirli işlevleri yerine getiren özelleşmiş yapılardır. Bir grup bilim insanı, hücrelerin şeklini koruyan filamentleri incelerken, oluşturdukları 3 boyutlu görüntülerde sürekli olarak yeni bir yapıya rastladı. Başlangıçta görüntüdeki bir hata gibi görünen bu yapı, aslında insan hücreleri içinde proteinlerin ayrıştırılması, geri dönüştürülmesi ve atılmasında rol oynayabilecek yepyeni bir organel olduğu anlaşıldı.
Hemifüzomun şekli, bilim insanları tarafından “atkılı bir kar adamı”na benzetiliyor: küçük bir kafanın daha büyük bir gövdeye ince bir sınırla bağlı olduğunu hayal edin. Yaklaşık 100 nanometre çapında olan bu organel, hücrenin enerji santrali olarak bilinen mitokondriden bile yarı yarıya daha küçük.
Bilim insanları bu keşfi, hücreleri hızla dondurarak yapılarının mümkün olduğunca korunmasını sağlayan kriyoelektron tomografi (kriyo-ET) adı verilen gelişmiş bir yöntemle yaptılar. Bu teknik sayesinde, herhangi bir kimyasal işlem veya boyama olmaksızın, hücrelerin adeta “doğal hallerinde” net, 3 boyutlu görüntülerini elde etmek mümkün oldu. Araştırmacılar, bu sayede hücrelerin içine bir cam topun içini görür gibi baktıklarını belirtiyor.
Mayıs ayında prestijli Nature Communications dergisinde yayımlanan makalede, daha önceki görüntüleme tekniklerinin hücrelere uyguladığı ağır işlemlerin veya organelin çok küçük olmasının hemifüzomun şimdiye kadar fark edilmemesine neden olduğu belirtildi. Diğer tekniklerde en fazla bir bulanıklık olarak görünen bu yapı, kriyo-ET sayesinde tüm netliğiyle ortaya çıktı.
Araştırmacılar, daha önce hiç gözlemlemedikleri bir vezikül (baloncuk benzeri taşıma yapısı) konfigürasyonuyla karşılaştılar. Bu yeni çalışma, iki vezikülün birbirine iki katmanlı bir yağ bariyeri ile kaynaştığını ortaya koydu. Bu durum, biyofizik açısından da bir çığır açtı; zira veziküllerin bu yarı-birleşmiş (hemifüzyon) durumda var olabileceği teorik olarak biliniyor ancak ilk kez canlı bir hücrede gözlemlendi. Bu gözlem, organele "hemifüzom" adının verilmesine de ilham kaynağı oldu.
Bilim insanları, hemifüzomun, zarların geçici olarak oluşup ayrıldığı "uçucu" yapılar yerine, hücre içinde kendi başına işlevsel bir birim olması nedeniyle organel olarak sınıflandırılabileceğini savunuyor. Ekip, hemifüzomların kriyo-ET tekniğinden kaynaklanan bir hata olmadığından emin.
Henüz hemifüzomların tam rolü, yaşam döngüsü veya bileşimi belirlenmemiş olsa da, bilim insanları bu organellerin belirli vezikül türlerinin öncüleri olabileceğini ve hücresel zarların geri dönüştürülmesi veya atılmasında önemli bir rol oynayabileceğini hipotez olarak ortaya koyuyor. Bu süreç, hücrelerde maddelerin birikmesini önleyerek işleyişin aksamamasını sağlaması açısından hayati önem taşıyor.
Araştırmacılar, hemifüzomların nasıl çalıştığını daha iyi anlamanın, Alzheimer gibi hastalıkların nasıl ortaya çıktığına dair yeni bilgiler sunabileceğini de belirtiyor. Alzheimer hastalığı, beyindeki anormal protein plaklarının yanlış temizlenmesi ve zamanla birikmesiyle ilişkilendiriliyor. Bilim insanları, kriyoelektron tomografi olmasaydı bu keşfin yapılamayacağını ve keşfedilmeyi bekleyen daha pek çok şey olduğunu ekliyor.
