Дослідники розробляють новий метод вивчення нейродегенеративних захворювань
Дослідження опубліковано у виданні «Biophysical Reports».
Деякі білки в клітинах можуть розділятися на маленькі краплі, подібні до крапель олії у воді. Порушення цього процесу у мозку літніх людей можуть бути причиною нейродегенеративних захворювань. Зараз дослідники Rutgers University розробили новий метод кількісної оцінки крапель білка, які беруть участь у розвитку цих захворювань.
Новітня технологія, яка одночасно визначає поверхневий натяг та в’язкість або товщину білкових крапель, допоможе науковцям вивчити, як змінюються ці структури, відкривши шлях до кращого розуміння механізмів розвитку нейродегенеративних захворювань та методів медикаментозного лікування.
Команда дослідників вивчала біомолекулярні конденсати, які представляють собою краплі рідини, що виникають через сепарацію білків і РНК всередині клітин у процесі, подібному до того, як олія утворює краплі у воді.
Фізичні властивості цих білкових крапель важливі, оскільки вони відіграють ключову роль у розвитку нейродегенеративних захворювань, як-от бічний аміотрофічний склероз (БАС), хвороби Альцгеймера та Паркінсона. Основна ідея полягає у тому, що краплі певних білків можуть перетворюватися на агрегати молекул, що є характерними ознаками цих захворювань.
Дивно, але досі немає чітко встановлених методів кількісної оцінки властивостей цих крапель білка. Головним чином тому, що ці частинки є надзвичайно дрібними – приблизно трильйонна частина об’єму краплі дощу.
Дослідники розробили простий метод, ідея якого з’явилася з того, як ви п'єте через соломинку: тиск всмоктування у роті та швидкість течії напою в соломинці можуть визначити властивості рідкого напою. Подібним чином можна виміряти властивості матеріалу білкових крапель, подивившись на те, як крапелька рухається і виходить із кінчика крихітної скляної трубки, так званої мікропіпетки.
Дослідники розглянули краплі звичайних рідин, таких як олія та вода. Виявляється, необхідний надзвичайний тиск, щоб перемістити їх у мікропіпетку, щоб подолати високий поверхневий натяг цих рідин у такому вузькому проході. Але щойно цей натяг буде подолано, краплі олії та води рухаються надто швидко, щоб їх можна було зафіксувати камерою через їх низьку в’язкість. Однак краплі білка мають потрібний поверхневий натяг і в’язкість, які можна кількісно вивчити за допомогою мікропіпетки.
«Той факт, що ми можемо застосувати техніку мікропіпеток для точного вимірювання біомолекулярних конденсатів, підкреслює істотну відмінність між крапельками білка та звичайними рідинами: поверхневий натяг білкових крапель у тисячі разів нижчий, тоді як їх в'язкість у тисячі разів вища, ніж у олії чи води, – зауважив старший автор дослідження, доцент кафедри хімії та хімічної біології Zheng Shi. – Тепер ми, нарешті, можемо кількісно вивчити, як змінюються властивості білків під час нейродегенерації. Ми очікуємо, що ця техніка буде широко застосовуватися і вирішить ряд обмежень щодо сучасних підходів. Це відкриє двері для розкриття патогенезу цих хвороб, а також полегшить терапевтичний прогрес при їх лікуванні».
НОВИНИ ЗА ТЕМОЮ Неврологія
19.04.2024
Неврологія
Сполуки канабіноїдів є перспективними для лікування неврологічних розладів
Кожна десята людина старше 65 років має такий віковий неврологічний розлад, як хвороба Альцгеймера або Паркінсона, але варіанти лікування залишаються неточними. Останнім часом вчені почали досліджувати, чи можуть канабіноїди – сполуки, отримані з рослини коноплі, такі як ТГК (тетрагідроканабінол) і КБД (канабідіол), – запропонувати рішення. Менш відомий канабіноїд під назвою КБН (канабінол) нещодавно зацікавив дослідників, які почали вивчати клінічний потенціал менш психоактивної речовини....
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, розсіяний склероз (РС) вражає понад 1,8 мільйона людей, і хоча є методи, які запобігають рецидивам і покращують якість життя, повноцінного лікування не існує. Основною проблемою сучасних способів терапії РС є нездатність лікувати хронічне активне нейрозапалення в мозку та пов’язану із цим нездатність відновити втрату мієліну, який покриває та захищає аксони, електричні «дроти» мозку. Із часом це призводить до постійного пошкодження нервових клітин і повільної прогресуючої втрати неврологічної функції в пацієнтів....
Епілепсія є одним із найпоширеніших неврологічних розладів у світі. Для третини пацієнтів з епілепсією, які не мають належного контролю над судомами за допомогою наявних протисудомних препаратів, стандартом лікування є хірургічна резекція або абляція підлеглої епілептичної тканини. Медіальна скронева епілепсія є поширеною формою резистентної до ліків епілепсії, яку лікують хірургічним шляхом, що полягає у видаленні переднього відділу гіпокампа та мигдалеподібного тіла. Проте приблизно третина пацієнтів, які перенесли операцію, усе ще страждають від нападів. Це порушує питання про те, чи залишається вогнище нападу в задній частині гіпокампа....