Nguồn: CC0 Public Domain.

Hoạt động như nhà máy sản xuất điện và cửa hàng năng lượng, ty thể là thành phần thiết yếu của hầu hết các tế bào ở thực vật, nấm và động vật. Cho đến nay, có giả thuyết cho rằng các chức năng này là nền tảng cấu trúc tĩnh của màng ty thể. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Heinrich Heine Düsseldorf (HHU) và Đại học California Los Angeles (UCLA), được hỗ trợ bởi Trung tâm hình ảnh nâng cao (CAi) của HHU, đã phát hiện ra rằng màng bên trong ty thể không tĩnh mà hơn nữa là cấu trúc động, chúng thay đổi liên tục cứ sau vài giây trong các tế bào sống. Quá trình thích ứng động này làm tăng hiệu suất của các nhà máy điện trong tế bào. Giáo sư Andreas Re Richt, Viện Hóa sinh và Sinh học Phân tử I tại HHU: "Theo quan điểm của chúng tôi, phát hiện này về cơ bản thay đổi cách thức hoạt động của các nhà máy điện trong tế bào và có thể sẽ thay đổi sách giáo khoa".

Ty thể là thành phần cực kỳ quan trọng trong các tế bào thực hiện các chức năng quan trọng bao gồm chuyển đổi năng lượng quy định từ thực phẩm thành năng lượng hóa học dưới dạng ATP. ATP là đơn vị năng lượng của các tế bào; một người trưởng thành sản xuất (và tiêu thụ) khoảng 75 kg ATP mỗi ngày. Một phân tử ATP được sản xuất khoảng 20.000 lần một ngày và sau đó được tiêu thụ lại để sử dụng năng lượng. Khả năng tổng hợp to lớn này diễn ra trong màng trong của ty thể, có nhiều nếp gấp gọi là cristae. Trước đây người ta cho rằng một cấu trúc tĩnh cụ thể của cristae đảm bảo cho sự tổng hợp ATP. Cho dù và ở mức độ nào màng cristae có thể tự động thích ứng hoặc thay đổi cấu trúc của chúng trong các tế bào sống và loại protein nào được yêu cầu để làm như vậy, vẫn chưa được biết.

Nhóm nghiên cứu của GS.TS. Andreas Re Richt, TS. Arun Kondadi và TS. Ruchika Anand từ Viện Sinh hóa và Sinh học Phân tử I của HHU phối hợp với nhóm nghiên cứu của GS.TS. Orian Shirihai và GS.TS. Marc Liesa từ UCLA (Hoa Kỳ) lần đầu tiên thành công khi cho thấy màng cristae trong tế bào sống liên tục thay đổi cấu trúc của chúng một cách linh hoạt chỉ trong vài giây bên trong ty thể. Điều này cho thấy rằng động lực học màng cristae đòi hỏi một phức hợp protein MICOS, được xác định gần đây, Các trục trặc của phức hợp MICOS có thể dẫn đến các bệnh nghiêm trọng khác nhau, chẳng hạn như bệnh Parkinson và một dạng bệnh não ty thể với tổn thương gan. Khoảng mười năm trước GS. Andreas Re Richt và nhóm nghiên cứu xác định thành phần protein đầu tiên của phức hợp này (Fcj1/Mic60), đây là một bước quan trọng khác để làm sáng tỏ chức năng của phức hợp MICOS.

GS. Andreas Re Richt phát biểu: "Các quan sát được công bố hiện nay của chúng tôi dẫn đến mô hình rằng cristae, sau khi phân hạch màng, có thể tồn tại trong một thời gian ngắn như các túi bị cô lập trong ty thể và sau đó tái hợp với màng bên trong. Điều này cho phép thích nghi tối ưu và cực kỳ nhanh chóng với các yêu cầu năng lượng trong một tế bào".

Đỗ Thị Thanh Trúc theo Phys.org