Органела, що регулює фосфати, вперше виявлено у тварин. Раніше було відомо, що тільки бактерії, дріжджі та рослини мають подібні властивості.
Незважаючи на те, що вчені вивчають плодових мушок (Drosophila melanogaster) більше століття, нову органелу в комахи виявили лише зараз. Зараз дослідники ретроспективно переглядають старі дані в пошуках цих невловимих частин клітини.
Органели — це мікроскопічні структури всередині клітин, які виконують спеціальні функції, різноманітність яких включає фосфат — важливу поживну речовину для метаболізму, зберігання хімічної енергії та синтезу ДНК.
«З точки зору внутрішньоклітинної регуляції фосфатів [у тварин], відомо дуже мало», — сказав Чарльз (Чівей) Сю, генетик, який раніше працював у Гарвардській медичній школі та перший автор нової доповіді, що описує відкриття органел мухи. Звіт, опублікований в журналі Nature, зазначає, що органела, знайдена в кишечнику плодової мушки, виділяє фосфат з їжі та регулює його доступність у клітині.
Плодова мушка є одним із найбільш ретельно вивчених модельних організмів, або нелюдські види, які використовуються для вивчення фундаментальної біології.
«Дуже дивно, що в модельних організмах ми все ще щодня відкриваємо речі, про які ніхто раніше не підозрював», — розповів Лоран Серуде, генетик з Університету Квінз у Канаді.
Серуде, який не брав участі в роботі, зазначив, що відкриття, зроблені на модельних організмах, часто стосуються інших видів, тому можливо, що інші тварини є носіями нової органели. Але поки що це припущення.
Робота Сю та його колег почалася з вивчення того, як поглинання фосфату під час травлення впливає на оновлення тканин у кишечнику плодових мушок. Коли вони годували мух їжею з низьким вмістом фосфатів або давали їм ліки, які перешкоджали всмоктуванню фосфатів, дослідники помітили щось протилогічне: незважаючи на низький вміст фосфату, клітини, що вистилають кишечник плодової мушки, швидко розмножувалися. Клітини також шалено розмножувалися, коли команда придушила білок, який, як відомо, регулює транспорт фосфату всередині клітин, називається PXo.
Щоб глибше дослідити роль PXo, команда об’єднала його з флуоресцентним білком і подивилася через флуоресцентний мікроскоп, щоб виявити, що він розташований на структурах клітини овальної форми. Саме тоді команда зробила випадкове відкриття: вони використали різні плями для відомих органел, щоб спробувати ідентифікувати ці овальні структури, але виявили, що жодні плями не спрацювали, і зрозуміли, що натрапили на нову органеллу.
Вони назвали новознайдені органели «тіла PXo» і використали електронну мікроскопію для вивчення їхньої архітектури, виявивши мембранні оберти або спіралі. Ці завитки були всіяні білками PXo, які транспортують фосфат із цитоплазми — рідини, що оточує органели — у тіла PXo для зберігання, таким чином регулюючи надходження фосфату, доступного для клітинних функцій.
«Кишечник є важливою тканиною для поглинання поживних речовин», що може пояснити, чому тільця PXo були в основному знайдені там, де вони могли контролювати надходження фосфатів до решти тіла, сказав Сюй.
Серуде сказав, що результати були точними, оскільки команда «систематично використовувала різні підходи, щоб показати одне й те саме», а саме те, що білок PXo був нерозривно пов’язаний із нещодавно відкритими органелами. Однак він не був переконаний, що поділ клітин прискорюється, коли необхідна поживна речовина для росту обмежена, і стверджував, що ця гіпотеза потребує додаткових перевірок. Проте Сюй стверджував, що оновлення клітин може допомогти підвищити поглинання фосфату, коли є дефіцит.
«Я б не сказав, що ми знайшли цю органелу нізвідки», — зауважив Сюй, але нові методи дослідження дозволили його команді охарактеризувати завитки мембрани, на які раніше не звертали уваги.
Після звіту Nature дослідники звернулися до Сю, щоб поділитися зображеннями органел, які нагадують тіла PXo.
Одним із таких дослідників був Леслі Гартнер, клітинний біолог на пенсії, який надіслав Сю електронною поштою інформацію про своє старе дослідження: «Моє дослідження відбулося понад 50 років тому, тож воно було мертве та поховане під тисячами статей про дослідження дрозофіл, і було б майже дивовижним, якби ви змогли його відкрити». Гартнер додав, що досі не бачив нічого подібного до цих структур у кишківнику мухи.
Сюй та його колеги ідентифікували кілька білків, які взаємодіють з PXo, і вони планують розшифрувати, яку роль вони відіграють у регулюванні транспорту фосфатів у новоназвану органеллу.
