尽管我们想到了我们内部的细胞和使它们构图很好的细胞器,但似乎仍然有一些惊喜。
一组研究人员刚刚发表了一篇论文,描述了一个细胞器中存在的令人惊讶的结构,该结构数十年来一直隐藏在朴素的视线中。
细胞器称为过氧化物酶体 - 一种气泡状的单膜,充满了称为腔的颗粒蛋白基质。它们并不是最重要的细胞机械(不完全是线粒体或核),但是这些非常非常小的细胞器官在分解和合成分子中具有关键作用。
在植物细胞的过氧化物酶体内部,研究人员惊讶地发现囊泡 - 我们认为细胞器没有。
过氧化物酶体漂浮在所有多细胞生物的细胞周围,消除了含有氧气并有助于分解脂肪的反应性分子的细胞。在人类和其他哺乳动物中,它们只有0.1微米 - 足够小,即使具有高功率显微镜,也没有太多可见的东西。
“酵母和哺乳动物细胞中的过氧化物酶体小于光的分辨率,”赖斯大学生物化学家扎卡里·赖特(Zachary Wright)解释说。
“通过荧光显微镜,您只能看到一个点。这只是光所能做到的极限。”
但是赖特正在研究植物拟南芥 塔利亚娜作为毕业生,当他发现过氧化物酶体内的意外结构时。
拟南芥,一种豆瓣菜确实具有很大的过氧化物酶体。在幼苗中,它们可以是9-12微米,这不仅足够大,不仅可以在显微镜下明确区分,而且可以在其中凝视。
“明亮的荧光蛋白,结合更大的过氧化物酶体拟南芥,使它变得非常明显,更容易看到这一点,”赖特说。
“我重新审视了60年代过氧化物酶体的真正古老的文献,并发现他们观察到了类似的事情,只是不了解它们。”
四日大的拟南芥植物细胞的过氧化物酶体。 (Zachary Wright/Rice University)
正如您在上图中看到的那样,团队发现,以及我们知道的正常膜,细胞器内还有许多其他膜 - 也称为囊泡。
这些囊泡(绿色显示膜)漂浮在管腔中(粉红色)。
囊泡通常用于在细胞周围或细胞器内运输分子。他们将分子安全地塞在水透水茧中,在那里他们无法与细胞的其他部分反应。
“通过利用拟南芥系统,”团队在新论文中写道“我们的发现挑战了过氧化物酶体作为简单的单膜细胞器的长期观点,并可能有助于解决过氧化物酶体功能和进化方面的基本问题。”
尽管我们需要做更多的研究,以确认新发现的过氧化物酶体囊泡也在人类细胞中,而他们实际在做什么,但团队有一些想法。
“当您想到一种传统的生化反应时,我们只会在细胞的水环境中漂浮着一个底物,即管腔 - 并与酶互动;如果您有一些不想在水中闲逛的东西,那就不太好,”赖特说。
“因此,如果您使用这些膜来溶解水不溶的代谢物,并可以更好地使用腔内酶,那么它可能代表着一种更有效地处理这种代谢的一般策略。”
该研究已发表在自然通讯。