科學(xué)家開始揭示蛋白質(zhì)tau如何從可溶性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)纖維纏結(jié)
雖然很多關(guān)于阿爾茨海默病的事情仍然是一個謎,科學(xué)家確實知道,這種疾病的進展部分涉及一種叫做tau的正常蛋白質(zhì),聚集在腦細(xì)胞內(nèi)形成繩狀內(nèi)含物,最終扼殺神經(jīng)元。然而,直到現(xiàn)在,這種蛋白質(zhì)如何從其可溶性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)纖維仍然未知。
發(fā)現(xiàn)一個意想不到的tau屬性,UC Santa Barbara物理化學(xué)家Song-I Han和神經(jīng)生物學(xué)家Kenneth S. Kosik已經(jīng)對蛋白質(zhì)從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€狀態(tài)的能力有了新的認(rèn)識。
值得注意的是,tau可以與RNA復(fù)合物凝聚成高度緊湊的“液滴”,同時保持其液體特性。在稱為相分離的現(xiàn)象中,tau和RNA保持在一起,沒有膜的益處,但保持與周圍環(huán)境分離。這種新穎的狀態(tài)高度集中了tau并創(chuàng)造了一系列易受聚集影響的條件。Kosik和Han在PLOS Biology期刊中概述了他們的發(fā)現(xiàn)。
“我們的研究結(jié)果以及神經(jīng)退行性疾病的相關(guān)研究,在通向tau病理學(xué)的道路上提出了一種生物物理'吸煙槍',”Kosik說,UCSB的哈里曼神經(jīng)科學(xué)教授和校園神經(jīng)科學(xué)研究所的聯(lián)合主任。“這條路徑上的路標(biāo)是tau能夠折疊成無數(shù)形狀,與RNA結(jié)合并在生理條件下形成緊密可逆結(jié)構(gòu)的內(nèi)在能力,例如濃度,溫度和鹽度。”
研究人員發(fā)現(xiàn),根據(jù)RNA的長度和形狀,多達(dá)8個tau分子與RNA結(jié)合形成擴展的流體組裝。已知其他幾種蛋白質(zhì)如tau在其他神經(jīng)退行性疾病中不可逆地聚集,例如肌萎縮側(cè)索硬化,通常稱為Lou Gehrig病。
“本質(zhì)上無序的蛋白質(zhì)之間存在一種有趣的關(guān)系,這種蛋白質(zhì)傾向于成為神經(jīng)退行性蛋白- 在這種情況下是tau-和這種相分離狀態(tài),”UCSB化學(xué)和生物化學(xué)系教授Han說。“這個液滴階段是一個保護tau的水庫還是一個中間階段,有助于將tau同時轉(zhuǎn)化為原纖維或兩者的疾病狀態(tài)?確定這些液滴的確切生理作用是下一個挑戰(zhàn)。”
隨后的分析將包括對活細(xì)胞中tau液滴的對應(yīng)物的密集搜索。在未來的工作中,研究人員還想探索細(xì)胞如何以及為何調(diào)節(jié)這些液滴的形成和溶解,以及這是否代表了治療的潛在可能性。
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