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微陷阱可以提供關(guān)于難治性疾病的新知識

形成團(tuán)塊的蛋白質(zhì)出現(xiàn)在許多難治性疾病中,肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)、阿爾茨海默病和帕金森病。這些蛋白質(zhì)相互作用的機(jī)制很難研究。

查爾姆斯理工大學(xué)

11月20日消息

瑞典查爾姆斯理工大學(xué)(Chalmers University of Technology,Chalmers)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種用納米大小的陷阱捕獲許多蛋白質(zhì)的新方法。在這些陷阱中,蛋白質(zhì)可以以一種以前不可能的方式進(jìn)行研究。研究結(jié)果近日發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)雜志上。

研究于2023年8月23日發(fā)表在《Nature Communications》(最新影響因子:16.6)雜志上

“我們相信,我們的方法有很大的潛力,可以增進(jìn)對許多不同疾病的早期和危險過程的了解,并最終獲得藥物如何對抗它們的知識,” Chalmers 教授、該研究項目的負(fù)責(zé)人 Andreas Dahlin 說。

Andreas Dahlin 教授

在我們體內(nèi)形成團(tuán)塊的蛋白質(zhì)會導(dǎo)致大量疾病,包括 ALS、阿爾茨海默病和帕金森病等。更好地理解這些團(tuán)塊是如何形成的,可以找到有效的方法在早期階段溶解它們,甚至阻止它們完全形成。今天,有各種各樣的技術(shù)來研究這一過程的后期階段(當(dāng)團(tuán)塊變大并形成長鏈時),但直到現(xiàn)在,還很難跟蹤早期的發(fā)展,那時它們還很小。這些新的陷阱現(xiàn)在可以幫助解決這個問題。

可以長時間研究更高的濃度

研究人員稱,他們的工作是研究世界上最小的門,只需按一下按鈕就可以打開和關(guān)閉。這些門變成了陷阱,將蛋白質(zhì)鎖在納米級別的小室里。蛋白質(zhì)被阻止逃逸,將在這一水平上觀察到它們的時間從一毫秒延長到至少一小時。這種新方法也使得在一個小體積內(nèi)包裹數(shù)百種蛋白質(zhì)成為可能,這是進(jìn)一步理解的一個重要特征。

這張圖片顯示了蛋白質(zhì)陷阱,它們由納米級別的小室和聚合物組成,在上面形成門。這些“門”是通過增加大約10度的溫度來打開的,這是通過電來完成的。然后聚合物改變它們的形狀,使其處于更緊密的狀態(tài),這樣蛋白質(zhì)就可以進(jìn)出

“我們想要看到和更好地了解的團(tuán)塊由數(shù)百種蛋白質(zhì)組成,所以如果我們要研究它們,我們需要能夠捕獲如此大量的蛋白質(zhì)。小體積中的高濃度意味著蛋白質(zhì)自然地相互碰撞,這是我們新方法的一個主要優(yōu)勢,” Andreas Dahlin 說。

為了將該技術(shù)用于研究特定疾病的病程,需要不斷發(fā)展該方法

需要調(diào)整陷阱來吸引與你感興趣的特定疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)。我們現(xiàn)在的工作是計劃哪些蛋白質(zhì)最適合研究,” Andreas Dahlin 說。

新的陷阱是如何工作的?

研究人員開發(fā)的這種門由位于納米級室口的所謂聚合物刷組成。待研究的蛋白質(zhì)包含在一種液體溶液中,經(jīng)過特殊的化學(xué)處理后被吸引到室壁上。當(dāng)門關(guān)閉時,蛋白質(zhì)可以從壁中釋放出來并開始相互移動。

在陷阱中,你可以研究單個的蛋白質(zhì)團(tuán),這比同時研究多個蛋白質(zhì)團(tuán)提供了更多的信息。例如,團(tuán)塊可以通過不同的機(jī)制形成,具有不同的大小和不同的結(jié)構(gòu)。只有逐一分析,才能觀察到這些差異。在實踐中,蛋白質(zhì)可以在陷阱中保留幾乎任何時間,但目前,時間受限于化學(xué)標(biāo)記物的保留時間(必須為它們提供可見的化學(xué)標(biāo)記物)。

在這項研究中,研究人員成功地保持蛋白質(zhì)可見長達(dá)一個小時。

創(chuàng)立于1829年的瑞典查爾姆斯理工大學(xué)

參考文獻(xiàn)

Source:Chalmers University of Technology

Tiny traps can provide new knowledge about difficult-to-treat diseases

Reference:

Svirelis, J., Adali, Z., Emilsson, G. et al. Stable trapping of multiple proteins at physiological conditions using nanoscale chambers with macromolecular gates. Nat Commun 14, 5131 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-40889-4

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       原文標(biāo)題 : 微陷阱可以提供關(guān)于難治性疾病的新知識

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