Impedendo a Alzheimer di svilupparsi è uno scopo di Raphael Kopan, Ph.D., il professor di biologia molecolare e di farmacologia alla Scuola di Medicina dell'Università di Washington.
L'impianto del muschio (patens di Physcomitrella) studiato nel laboratorio di Ralph S. Quatrano, Ph.D., di Spencer T. Olin il Professor e della presidenza del dipartimento di biologia di WUSTL sulla Città Universitaria di Danforth, potrebbe misurare Kopan in pollici verso quello scopo. Qui è come.
Il presenilin del gene in mammiferi fornisce l'attività catalitica per un enzima chiamato secretase di gamma, che si fende, o tagli, Tacca importante delle proteine, Erb4 e la proteina del precursore dell'amiloide (APP), tutte le componenti chiavi dei canali di comunicazione che le celle usano per arbitrare le funzioni durante lo sviluppo. Due geni si presentano in mammiferi in cui le mutazioni causano un inizio più iniziale di Alzheimer. Uno è APP, dove un frammento della proteina si accumula nelle placche dell'amiloide, connesso con la malattia. Un Altro sito comune per le mutazioni è trovato in proteine (PS) di presenilin. Il secretase di gamma degli enzimi contiene lo PS e funziona per eliminare le proteine attaccate nella membrana cellulare.
Questo enzima con lo PS alla sua memoria media due decisioni cellulari. Uno è di tagliare il APP e come sottoprodotto, genera il cattivo peptide connesso con Alzheimer; l'altro è di tagliare la proteina della Tacca in risposta agli stimoli specifici. La Tacca è poi libera di fornire il nucleo delle celle in cui partecipa a regolamentare l'espressione genica normale. Senza attività della Tacca, un mammifero non ha probabilità di vivere.
La Tacca è una parte del canale di comunicazione mammifero a corta portata e per anni è stato conosciuto per avere le relazioni di lavoro con lo PS. Tuttavia, la Tacca è assente in cellule vegetali e la funzione di presenilin in impianti è rimanere misteriosa fino al ricercatore post-dottorato di Quatrano, Abha Khandelwal, Ph.D., è arrivato all'Università di Washington ed era interessata nella trasduzione di comprensione del segnale in impianti.
“Quando ho consultato la letteratura, le vie di trasduzione del segnale dell'impianto non sono state documentate molto bene come sono le controparti mammifere quale la Tacca,„ ha detto Khandelwal. “Nel Frattempo, il mio marito Dilip Chandu, Ph.D., stava lavorando nel laboratorio di Kopan interessato ai modi studiare le funzioni del presenilin senza interferenza dalla sua Tacca predominante del substrato.„
Ciò ha incoraggiato Khandelwal a cercare il gene di PS nei genoma degli impianti compreso il genoma recentemente ordinato del muschio (patens di Physcomitrella), per cui il laboratorio di Quatrano ha avuto accesso. Oltre al presenilin conosciuto di Arabidopsis, ha trovato il gene in Physcomitrella ed ha chiesto, “Che Cosa è PS che fa nel muschio„ È che funge da enzima o ha una funzione differente„ “
Formazione della collaborazione
“Il Muschio, come lievito, ha questa grande abilità dove potete realmente selezionare un gene e rimuoverlo, subirlo una mutazione, o sostituirlo con un altro gene da tutta la sorgente. Questo approccio è come cominciamo a discernere il valore e la funzione di un gene in muschio,„ ha detto Quatrano, che era un leader mondiale nell'ottenere il genoma del muschio ordinato. “È un sistema eccellente per discernere sperimentalmente la funzione del gene a causa di questi beni come pure altri che noi e un consorzio mondiale abbiamo messo a punto nel corso degli ultimi anni. “
Quindi, la collaborazione nasceva. Impegnando la competenza del gruppo nel laboratorio di Kopan, il laboratorio di Quatrano è continuato a cominciare sperimentare con lo PS in muschio, che definitivo ha provocato un progetto combinato fruttuoso, i risultati di cui recentemente sono stati riferiti negli Atti dell'Accademia delle Scienze Nazionale. Khandelwal è continuato a rimuovere il presenilin ed il risultato era un cambiamento ovvio un il fenotipo. Il Muschio che manca del presenilin è sembrato differente, crescendo con i filamenti diritti e rigidi invece dei filamenti curvi e piegati come il muschio del genitore con il gene di presenilin intatto.
“Che ha mostrato il gene ha ovviamente una funzione ovvia quella, non ha richiesto la Tacca. Non conosciamo appena esattamente che cosa è ancora, ma abbiamo proposto un'ipotesi da provare,„ Quatrano ha detto.
L'interesse piccato del Kopan di fenotipo: Ha veduto il potenziale di esame del ruolo dell'indipendente di presenilin dalla Tacca. Khandelwal e Chandu hanno catturato il fenotipo, hanno passato fuori un modulo mammifero del presenilin nel fenotipo e lo hanno salvato. Similmente, inserire il gene del muschio in cellule di mammiferi ha provocato l'inversione delle alcune delle perdite sperimentate dalle celle animali che mancano della funzione di presenilin, testimoniante che le proteine del muschio e dell'essere umano hanno avute una funzione conservata evolutiva.
“Nel muschio, erano quasi completamente intercambiabili,„ Quatrano ha detto. “Questo ha suggerito che il presenilin avesse un ruolo fuori della via della Tacca e potesse fornire le bugne nei sistemi mammiferi quanto al suo ruolo primario, indipendente dal suo substrato in cellule di mammiferi.„