Các nhà khoa học phát hiện một loại bào quan chưa từng biết đến bên trong tế bào người

Các nhà khoa học đã xác định được một bào quan (organelle) chưa từng được biết đến trước đây bên trong tế bào người, một phát hiện có thể dẫn đến các phương pháp mới điều trị những bệnh di truyền nghiêm trọng.

Bào quan là thành phần cấu trúc hợp thành tế bào. Trong sinh học tế bào, thì mỗi tế bào là một đơn vị xây dựng nên cơ thể, do đó mỗi bào quan được xem là tiểu đơn vị. Nói cách khác, một bào quan là một cấu trúc dưới tế bào có một hoặc nhiều công việc cụ thể để thực hiện trong tế bào, giống như một cơ quan trong cơ thể. Trong số các bào quan tế bào quan trọng hơn là nhân, lưu trữ thông tin di truyền; ty thể, sản xuất năng lượng hóa học; và ribosome, lắp ráp protein.

Cấu trúc mới phát hiện này được nhóm nghiên cứu tại Trường Y Đại học Virginia và Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ (NIH) đặt tên là "hemifusome". Hemifusome dường như đóng vai trò then chốt trong cách tế bào sắp xếp, tái chế và loại bỏ các "kiện hàng" nội bào. Theo nhóm nghiên cứu, hiểu được cách hemifusome hoạt động có thể giúp làm sáng tỏ những sai sót trong các tình trạng di truyền gây cản trở các quá trình tế bào này.

"Điều này giống như khám phá ra một trung tâm tái chế mới bên trong tế bào" , Tiến sĩ Seham Ebrahim, nhà nghiên cứu tại Khoa Sinh lý học Phân tử và Vật lý Sinh học của Đại học Virginia, cho biết. "Chúng tôi cho rằng hemifusome giúp quản lý cách tế bào đóng gói và xử lý vật chất, và khi quá trình này trục trặc, nó có thể góp phần gây ra những căn bệnh ảnh hưởng đến nhiều hệ thống trong cơ thể".

Một rối loạn liên quan đến những gián đoạn như vậy là hội chứng Hermansky-Pudlak, một tình trạng di truyền hiếm gặp có thể gây bạch tạng, suy giảm thị lực, vấn đề hô hấp và khó đông máu. Việc xử lý không đúng cách các "kiện hàng" trong tế bào là vấn đề cốt lõi trong nhiều rối loạn tương tự.

"Chúng tôi mới chỉ bắt đầu hiểu bào quan mới này phù hợp như thế nào vào bức tranh lớn hơn về sức khỏe và bệnh tật của tế bào" , Tiến sĩ Ebrahim nói. "Thật thú vị vì việc tìm thấy một thứ thực sự mới mẻ bên trong tế bào là rất hiếm – và nó mở ra cho chúng tôi một con đường hoàn toàn mới để khám phá".

Tiến sĩ Ebrahim và các cộng sự tại UVA Health đã hợp tác với Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ để xác định loại bào quan mới này. Cấu trúc hemifusome xuất hiện và biến mất tùy theo nhu cầu của tế bào. Để quan sát nó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng khả năng tiên tiến của UVA về kỹ thuật chụp cắt lớp điện tử đông lạnh (cryo-ET), một kỹ thuật chụp ảnh độ phân giải cao giúp bắt được tế bào ở trạng thái gần như tự nhiên bằng cách "đóng băng" chúng tức thời.

Theo các nhà khoa học, hemifusome hỗ trợ tạo ra các túi bào (vesicles) – những cấu trúc nhỏ dạng bóng nước hoạt động như các buồng trộn nội bào – và cũng hỗ trợ sự lắp ráp của các bào quan lớn hơn được tạo thành từ nhiều túi bào. Hệ thống này rất cần thiết cho việc phân loại nội dung tế bào, tái chế vật chất và loại bỏ chất thải.

Bạn có thể hình dung các túi bào giống như những chiếc xe tải vận chuyển nhỏ bên trong tế bào. Hemifusome giống như một bến bốc dỡ hàng, nơi chúng kết nối và chuyển giao các 'kiện hàng'. Đây là một bước trong quy trình mà trước đây chúng ta hoàn toàn không hề biết đến sự tồn tại.

Mục tiêu trong tương lai sẽ là hiểu được tầm quan trọng của hemifusome đối với chức năng tế bào bình thường. Những hiểu biết sâu sắc có thể dẫn đến các phương pháp điều trị nhắm mục tiêu hiệu quả cho một loạt các rối loạn di truyền nghiêm trọng.