Pierwotne rzęski są organellami czuciowymi obecnymi na powierzchni komórek; jednak ich fizyczna struktura nie została zdefiniowana z przyczyn technicznych. W nowym badaniu PNAS zbadano pierwotne rzęski w ludzkich komórkach wysp trzustkowych przy użyciu wieloskalowego skaningowego mikroskopu elektronowego w celu uzyskania trójwymiarowego (3D) obrazu ich architektury. Pierwotne rzęski ludzkich wysepek biorą udział w regulacji poziomu glukozy we krwi. Organelle te powstają z centrioli komórki, która tworzy ciało podstawowe rzęsek, i rozciągają się do przestrzeni pozakomórkowej. Gdy funkcja rzęsek jest zaburzona lub ich liczba jest zmniejszona, pojawia się choroba metaboliczna spowodowana zmienionym rozwojem trzustki. Pierwotne rzęski wysepek trzustkowych zostały po raz pierwszy zidentyfikowane na komórkach beta, przy czym każda komórka ma jedno rzęskę. Te rzęski składają się z wielu subdomen, przy czym każda rzęska ma ciało podstawowe i aksonem. Aksonem ma charakterystyczny dziewięciodwójny zewnętrzny pierścień mikrotubul, bez centralnej mikrotubuli u podstawy; jednak struktura ta może ulec zmianie po wyłonieniu się rzęsek z powierzchni komórki. Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) jest wykorzystywana do badania kształtu struktur powierzchniowych; jednak to podejście poświęca architekturę podbłonową podczas przygotowywania próbki. Niemniej jednak, zaawansowana mikroskopia i technologia analityczna mogą pomóc w zbadaniu struktury pierwotnych rzęsek na całej ich długości. W obecnym badaniu naukowcy połączyli SEM z ekstrakcją błony w celu określenia morfologii powierzchni pierwotnych rzęsek, wraz ze strukturą aksonemów pod błoną rzęskową. Niektóre rzęski, z których usunięto błony, zostały następnie zbadane w celu określenia liczby i wielkości mikrotubul, innych elementów strukturalnych powtarzających się w takich rzęskach oraz chiralności. Naukowcy postrzegali pierwotne rzęski jako wyraźne struktury powierzchniowe o długości od trzech do sześciu mikrometrów (μm). Nienaruszone rzęski zostały zobrazowane w celu określenia struktury aksonu na całej ich długości. Odpowiednio, zdemembranizowane rzęski zostały zobrazowane w celu zbadania całej struktury aksonalnej. Większość rzęsek była skierowana z dala od komórki i miała około sześciu μm długości. Średnia średnica podstawowa wynosiła 240 nanometrów (nm) u podstawy i 50 nm na końcu. Pomiary te potwierdzają wyniki wcześniejszych badań. Każda rzęska miała objętość około 0,15 μm3, czyli 5000 razy mniej niż odpowiadająca jej komórka. Co więcej, każda rzęska miała powierzchnię 3,05 μm2, czyli około 200 razy mniejszą niż błona plazmatyczna komórki. Każda rzęska powstaje z kieszonki rzęskowej błony plazmatycznej, która pełni wiele funkcji kotwiczenia i iliogenezy. Kieszonka rzęskowa różniła się między różnymi typami komórek w wysepce, co wskazuje na odmienną organizację błony u podstawy rzęsek w każdym typie komórek. Niektóre rzęski wykazywały kieszonkę rzęskową w kształcie dołka, podczas gdy inne miały bardzo głębokie kieszonki lub nie miały widocznych kieszonek. Przesuwając się w górę wzdłuż długości rzęski, zidentyfikowano naszyjnik rzęskowy, który składał się z pięciu do sześciu rzędów cząstek wokół podstawy prostopadle do kierunku mikrotubuli. Naszyjnik ma około 230 nm średnicy i 140 nm wysokości. Cząsteczki te mogą być kluczem do przejścia od tripletów do dubletów, umożliwiając w ten sposób dyfuzję błonową. Podstawa każdego rzęski wydaje się być połączona cienkimi nitkami z mikrokosmkami i powierzchnią cytoszkieletu. Nici te przypominają włókna aktyny i różnią się od wiązań Y znajdujących się w strefie przejściowej bezpośrednio za podstawą. Te asymetryczne nici przyczepiają się do struktur docelowych i potencjalnie do powierzchni komórki, zapewniając w ten sposób fundament dla podstawy rzęsek. Podwójne mikrotubule zmieniają się w pojedyncze w około jednej trzeciej do połowy długości rzęski. Przejściu z dubletów do singletów towarzyszy konfiguracja spiralna, która jest zazwyczaj lewoskrętna. Łuk rotacyjny ma długość około 1000 nm i rozstaw 500-1000 nm. Takie zwijanie może zwiększać stabilność wiązki mikrotubul i ułatwiać ruchliwość rzęsek, pochłaniając w ten sposób wstrząsy i modulując funkcje rozciągania i długości. Potrzebne są jednak dalsze badania, aby potwierdzić te odkrycia, które mogą pomóc wydłużyć aksonem bez konieczności syntezy większej liczby mikrotubul. Wiązka mikrotubul wydaje się być utrzymywana razem przez podbłonowy pierścień rzęskowy w niektórych rzęskach komórek beta. Końcówka rzęski wykazywała odrębną organizację, z mniejszą liczbą mikrotubul obecnych w kierunku dystalnego końca. Cilium kończy się gęstą czapeczką. Końcówka rzęsek ma kształt od spiczastego do bulwiastego, co może wskazywać na różne role rzęsek w różnych komórkach wysepek. W rzadkich przypadkach pojedyncza komórka miała więcej niż jedną rzęskę; jednak cel złożonych rzęsek pozostaje nieznany. Organelle te mogą powstawać w wyniku zaplanowanej zróżnicowanej ekspresji genów, utrzymania pożądanej gęstości rzęsek lub w odpowiedzi na czynniki hormonalne.
