روش جدید نشان می دهد که چگونه به بیماری پارکینسون پروتئین خسارت غشای سلولی

در افراد مبتلا به بیماری پارکینسون انبوهی از α-synuclein (آلفا-synuclein) گاهی شناخته شده به عنوان 'پارکینسون پروتئین', موجود در مغز است. این از بین بردن غشای سلولی در نهایت منجر به مرگ سلولی می شود. در حال حاضر یک روش جدید توسعه یافته در دانشگاه صنعتی چالمرز سوئد نشان می دهد که چگونه به ترکیب غشای سلولی به نظر می رسد یک عامل تعیین کننده برای چه مقادیر کمی از α-synuclein باعث آسیب.

بیماری پارکینسون یک بیماری علاج ناپذیر است که در آن سلول های عصبی مغز به سلول های عصبی به تدریج شکستن و عملکرد مغز مختل شدن. علائم می تواند شامل غیر ارادی تکان دادن بدن و بیماری می تواند باعث درد و رنج بزرگ. به توسعه مواد مخدر برای کاهش و یا متوقف کردن بیماری, محققان سعی کنید به درک مکانیسم های مولکولی پشت چگونه α-synuclein منجر به انحطاط سلول های عصبی.

آن شناخته شده است که میتوکندری انرژی-تولید محفظه در سلول های آسیب دیده در بیماری پارکینسون احتمالا به دلیل 'amyloids' از α-synuclein. Amyloids هستند انبوهی از پروتئین مرتب به الیاف نیز در دستور ساختار هسته و شکل گیری زمینه بسیاری از اختلالات عصبی. Amyloids یا حتی کوچکتر انبوهی از α-synuclein ممکن است با اتصال به و از بین بردن غشاء میتوکندری اما مکانیسم های دقیق هنوز ناشناخته است.

این مطالعه جدید که به تازگی منتشر شده در مجله PNASتمرکز بر دو نوع مختلف از غشاء مانند وزیکول که 'کپسول' از چربی است که می تواند مورد استفاده قرار گیرد به عنوان تقلید از غشاهای موجود در سلول است. یکی از کیسه های ساخته شده از چربی است که اغلب در بر داشت در وزیکول های سیناپسی دیگر حاوی چربی مربوط به غشاء میتوکندری.

محققان دریافتند که پارکینسون پروتئین را با اتصال به هر دو وزيکول انواع بلکه تنها ناشی از تغییرات ساختاری به میتوکندری-مانند کیسه است که تغییر شکل داده شود و به بیرون درز مطالب خود را.

"در حال حاضر ما در حال توسعه یک روش است که به اندازه کافی حساس به رعایت چگونه α-synuclein تعامل با فرد مدل وزيکول. در مطالعه ما مشاهده کردیم که α-synuclein متصل می شود و از بین می برد - میتوکندری-مانند غشاء وجود دارد اما تخریب غشای سیناپسی مانند وزيکول. آسیب رخ می دهد بسیار پایین nanomolar غلظت که در آن پروتئین است که تنها در حال حاضر به عنوان مونومر - عدم جمع آوری شده از پروتئین است. چنین کم غلظت پروتئین بوده و سخت به مطالعه قبل از اما واکنش ما شناسایی شده در حال حاضر می تواند یک گام مهم در این دوره این بیماری می گوید:" Pernilla Wittung-Stafshede استاد شیمی, زیست شناسی, گروه زیست شناسی و مهندسی زیستی..

روش جدید از محققان در دانشگاه چالمرز تکنولوژی باعث می شود آن را ممکن است برای مطالعه مقادیر بسیار کوچکی از مولکول های بیولوژیکی بدون استفاده از نشانگر فلورسنت. این یک مزیت بزرگ است که ردیابی واکنش طبیعی از نشانگر اغلب تحت تاثیر واکنش های شما می خواهید برای مشاهده به خصوص در هنگام کار با پروتئین مانند α-synuclein.

"شیمیایی تفاوت بین دو چربیها استفاده می شود بسیار کوچک هستند اما هنوز ما مشاهده تفاوت چشمگیر در نحوه α-synuclein تحت تاثیر متفاوت وزیکول می گوید:" Pernilla Wittung-Stafshede.

"ما بر این باورند که چربی شیمی است که نه تنها عامل تعیین کننده اما نیز وجود دارد که ماکروسکوپی تفاوت بین دو غشاء - مانند پویایی و تعاملات بین چربی. هیچ کس واقعا نگاه از نزدیک در آنچه اتفاق می افتد به غشاء خود را هنگامی که α-synuclein متصل به آن است و هرگز در این غلظت های پایین است."

گام بعدی برای محققان است که به بررسی انواع α-synuclein پروتئین با جهش های مرتبط با بیماری پارکینسون و بررسی لیپید وزیکول که بیشتر شبیه به غشای سلولی.

"ما همچنین می خواهم به انجام تحليلهای کمی به درک در یک مکانیکی سطح, چگونه فردی پروتئین های جمع آوری در سطح غشاء می تواند باعث آسیب می گوید:" Fredrik Höök استاد در دانشکده فیزیک که او نیز درگیر در پژوهش.

"چشم انداز ما این است که بیشتر به اصلاح این روش به طوری که ما می توانید مطالعه نه تنها فرد کوچک - 100 nanometres - چربی وزیکول اما همچنین پیگیری هر یک از پروتئین یکی یکی حتی اگر آنها فقط 1-2 nanometres در اندازه. که خواهد کمک به ما نشان می دهد که چگونه تغییرات کوچک در خواص لیپیدی غشاء منجر به یک پاسخ متفاوت به اتصال به پروتئین به عنوان ما در حال حاضر مشاهده شده است."

###

جزئیات کامل مطالعه در PNAS: تک وزيکول تصویربرداری نشان می دهد چربی های انتخابی و گام به گام غشاء اختلال توسط مونومر α-synuclein

اطلاعات بیشتر در مورد روش

• وزيکول غشاء مشاهده شد با اندازه گیری پراکندگی نور و فلورسانس از وزیکول که محدود به یک سطح و نظارت بر تغییرات زمانی غلظت های پایین از α-synuclein اضافه شد.

• با استفاده از بالا spatiotemporal قطعنامه اتصال به پروتئین و در نتیجه عواقب آن در ساختار وزیکول می تواند به دنبال در زمان واقعی است. با استفاده از یک نظریه جدید که تغییرات ساختاری در غشاء می توان توضیح داد هندسی.
• پروژه تحقیقاتی است که به طور عمده بودجه این منطقه از پیش برای سلامت مهندسی در دانشگاه صنعتی چالمرز و محقق کمک های مالی از کنوت و آلیس والنبرگ پایه و اساس است. محققان مکمل تخصص در اطراف پروتئین و لیپید های غشاء نوری میکروسکوپ نظری تجزیه و تحلیل و طراحی سنسور از چالمرز' اتاق تمیز شده است بسیار مهم برای این پروژه است.
• روش مورد استفاده در این مطالعه طراحی و توسعه توسط Björn Agnarsson در Fredrik Höök و با بهره گیری نوری-حسگر موجبر ساخته شده با ترکیبی از پلیمر و شیشه است. شیشه ای را فراهم می کند شرایط خوبی برای هدایت نور به سنسور سطح پلیمر را تضمین می کند نور ندارد پراکنده و باعث پس زمینه های ناخواسته سیگنال.
• ترکیبی از نور هدایت و کم سابقه دخالت باعث می شود آن را ممکن است برای شناسایی فرد چربی وزیکول و میکروسکوپی نظارت بر پویایی خود را به عنوان آنها ارتباط برقرار کردن با محیط زیست - در این مورد اضافه شده پروتئین است. ساندرا Rocha در Pernilla Wittung-Stafshede گروه ارائه α-synuclein تخصص است که پیچیده پروتئین برای کار با.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.