Trong công bố trên Nature Communications, các nhà khoa học đã mô tả một bào quan hoàn toàn mới mang tên hemifusome, bao bọc bởi màng và xuất hiện phổ biến ở nhiều loại mô, từ người đến chuột và khỉ. Cấu trúc này đóng vai trò như một trung tâm phân loại nội bào, hỗ trợ tế bào sắp xếp, đóng gói, vận chuyển và xử lý các vật chất bên trong.

Tiến sĩ Seham Ebrahim - nhà sinh lý học tế bào tại Đại học Virginia (Mỹ), thành viên nhóm khoa học - chia sẻ: “Việc phát hiện hemifusome giống như khám phá một trung tâm phân loại mới bên trong tế bào. Khi quá trình này rối loạn, nó có thể liên quan đến các bệnh lý ảnh hưởng trên diện rộng đến cơ thể".

Để quan sát được cấu trúc đặc biệt này, nhóm nghiên cứu sử dụng kỹ thuật cryo-electron tomography (cryoET), một phương pháp hiện đại kết hợp đông lạnh siêu nhanh và kính hiển vi điện tử. Mẫu mô được làm lạnh đột ngột nhằm tránh biến dạng, sau đó chiếu electron để tạo hàng loạt ảnh 2D, rồi dựng thành mô hình 3D chi tiết ở cấp độ gần phân tử.

Kết quả cho thấy các túi nhỏ trong tế bào (vesicle) thường ghép đôi với nhau qua một màng chung, gọi là hemifusion diaphragm. Tại điểm kết nối này, hemifusome hiện diện như một cấu trúc trung gian, nơi diễn ra quá trình trao đổi vật chất. Nói cách khác, hemifusome là trạm trung chuyển nội bào.

“Bạn có thể hình dung vesicle như những chiếc xe tải giao hàng trong tế bào, còn hemifusome là bến đỗ nơi hàng hóa như protein, enzyme hay chất thải được chuyển giao”, tiến sĩ Ebrahim ví von.

Không giống các bào quan cố định khác, hemifusome có hình dạng linh hoạt và xuất hiện rộng khắp. Thử nghiệm với hạt nano vàng và tế bào người nuôi cấy cho thấy hemifusome có khả năng hấp thụ vật chất từ môi trường theo cách hoàn toàn riêng biệt, chưa từng được biết đến ở bất kỳ cấu trúc tế bào nào.

Các nhà nghiên cứu tin rằng hemifusome có thể giữ vai trò quan trọng trong việc vận chuyển protein hoặc xử lý chất thải, những cơ chế sống còn để duy trì cân bằng nội bào. Khi quá trình này bị rối loạn, tế bào có thể tích tụ độc tố hoặc truyền sai tín hiệu, nguyên nhân phổ biến trong nhiều bệnh lý di truyền, thoái hóa hoặc ung thư.

Trong thời gian tới, các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu xem cấu trúc này hoạt động thế nào trong tế bào khỏe mạnh và thay đổi ra sao trong bệnh lý?

Những hiểu biết mới có thể là chìa khóa để phát triển phương pháp điều trị cho các bệnh phức tạp liên quan đến di truyền, chuyển hóa hoặc ung thư.

Phát hiện tế bào thận có khả năng 'ghi nhớ' giống tế bào não

Các nhà khoa học bất ngờ phát hiện cơ chế phân tử của trí nhớ hoạt động trong các tế bào ngoài hệ thần kinh.