Wissenschaftler der Abteilung für Genetik des Blavatnik-Instituts der Harvard Medical School haben bei der Untersuchung des Phosphattransports im Darm von Fruchtfliegen etwas Bemerkenswertes entdeckt – ein noch nie zuvor gesehenes Organell. Ihre Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Naturund ein News and Views-Artikel in derselben Zeitschrift diskutiert ihre Ergebnisse.
Organellen sind die Strukturen, die bestimmte Funktionen innerhalb der Zelle erfüllen und bilden die Grundlage für die meisten Einführungskurse in Biologie. Zu den Hauptorganellen gehören der Zellkern, in dem DNA aufbewahrt und in RNA übersetzt wird; das endoplasmatische Retikulum, wo RNA in Proteine übersetzt wird; und der Golgi-Apparat, wo die enzymatische Verarbeitung von Proteinen stattfindet; und das Mitochondrium, das die Zelle antreibt und an der Überwachung und Regulierung der Zelle sowie an der interzellulären Kommunikation beteiligt ist.
In tierischen Zellen gibt es noch ein paar Dutzend andere kleinere Organellen, und man hätte annehmen können, dass alle Organellen nach so vielen Jahren der Forschung entdeckt wurden. Aber nicht so, wie in der neuen Veröffentlichung der Forscher beschrieben: „Eine phosphatempfindliche Organelle reguliert die Phosphat- und Gewebehomöostase.“
Das Forschungsteam war mit einem Experiment beschäftigt, das zeigte, dass ein Mangel an anorganischem Phosphat eine Hyperproliferation und Enterozytendifferenzierung im Verdauungsepithel des Mitteldarms von Drosophila (Fruchtfliege) induziert. Das Team spekuliert, dass, weil anorganisches Phosphat für das Zellleben essentiell ist, dies ein Überlebensmechanismus sein könnte, um mehr Enterozyten zu produzieren, die zur Phosphatabsorption fähig sind.
Sie beobachteten auch, dass im Zustand des Phosphatmangels auch die Expression des Gens PXo (CG10483) geringer war. Die Forscher interessierten sich für die Rolle des PXo-Proteins und entwickelten einige Befragungsexperimente. Durch die Hemmung der PXo-Expression oder die vollständige Deletion des Gens beobachteten sie den gleichen Effekt wie bei der Induktion eines Mangels an anorganischem Phosphat, was darauf hindeutet, dass PXo eine Schlüsselrolle beim Phosphattransport spielt. Wenn die Studie hier enden würde, hätten wir eine hervorragende Ergänzung zu unserem Wissen über den Phosphatstoffwechsel und die zelluläre Signalübertragung, aber es gab noch mehr.
Immunfärbung und ultrastrukturelle Analysen zeigten, dass PXo spezifisch in einer zuvor unbekannten multilamellaren Membran auftrat – einer neu entdeckten Organelle, die die Forscher PXo-Körper nannten. Das PXo speicherte im Wesentlichen Phosphat in den PXo-Körpern. Wenn PXo herunterreguliert wurde oder fehlte, wurden die PXo-Körper abgebaut, wodurch die Backup-Speicherung von Phosphat in die Zelle freigesetzt wurde.
Wie bei jeder guten Forschung ist mehr Forschung erforderlich. Zukünftige Untersuchungen werden erforderlich sein, um die vollständigen Funktionen und Wechselwirkungen dieser neuen Organelle abzubilden, und könnten nach PXo-Körpern in anderen Lebensformen suchen.
Mehr Informationen:
Chiwei Xu et al, Eine phosphatempfindliche Organelle reguliert die Phosphat- und Gewebehomöostase, Natur (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06039-y
Emily Strachan et al, Phosphatspeichernde Organelle in Fruchtfliegen entdeckt, Natur (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-01410-5
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