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Trattamento biologico naturale tramite cui le celle di lievito smantellano le fibre dell'amiloide

Le fibre dell'amiloide, quei mucchi di proteine del tipo di placca che ostruiscono i cervelli dei pazienti di Alzheimer, hanno sconcertato gli scienziati con le loro strutture robuste. Negli esperimenti del laboratorio, possono resistere al calore estremo ed ai detersivi freddi e potenti che paralizzano la maggior parte delle altre proteine. Le fibre sono in effetti così dure che i ricercatori ora stanno esaminando le modalità che possono essere utilizzati nelle applicazioni di industriale del nanoscale. Mentre non sono necessariamente la causa di Alzheimer, sono associate con e con molte altre circostanze neurologiche ed i ricercatori ancora non hanno un modo assalire queste molecole resilienti.

Uno studio pubblicato questa settimana nella pubblicazione online di avanzamento della scienza del giornale suggerisce che il lievito possa riuscire dove gli scienziati non hanno. La ricerca da un gruppo al Whitehead Institute per la ricerca biomedica riferisce su un trattamento biologico naturale tramite cui le celle di lievito smantellano le fibre dell'amiloide.

“Queste proteine sono notevolmente stabili,„ dice Susan Lindquist, Direttore di Whitehead e ricercatore del cavo sul progetto. “Questo è la prima volta che chiunque ha trovato qualche cosa che possa cataliticamente smontare una fibra dell'amiloide.„

L'individuazione segue gli anni di studio che ha messo a fuoco su una proteina del lievito chiamata Sup35, una proteina che aiuta le celle a tradurre le informazioni genetiche in serie di amminoacidi - le particelle elementari delle molecole di proteina. A volte Sup35 forma improvvisamente le fibre dell'amiloide simili a quelle trovate nei pazienti di Alzheimer. In lievito, tuttavia, questo non uccide la cella. Piuttosto, fa parte della biologia normale delle cellule, cambiante i tipi di proteine che la cella fa - cambiamenti che possono a volte essere utili.

La ricerca precedente nel laboratorio di Lindquist descritto come una proteina ha chiamato Hsp104 è sembrato pregiudicare la capacità di Sup35 di formare le fibre dell'amiloide. Quando una cella di lievito ha contenuto le quantità elevate di Hsp104 o neanche uno, le fibre dell'amiloide non si sono formate mai. Ma quando i livelli Hsp104 erano piccoli, le fibre sono fiorito.

Mentre questi tipi di relazioni fra i prodotti chimici non sono inascoltati di, “era contro-intuitivo. Entrambi i alti livelli di Hsp104 e l'assenza di Hsp104 hanno causato lo stesso effetto. Quello certamente ci ha incitati a volere capire che cosa stava accendendo,„ dice Lindquist, che è egualmente un professore di biologia al MIT. “Era duro fornire un esperimento definitivo in una cella vivente che avrebbe spiegato questo ordinamento della cosa.„

In questi nuovo studio, Lindquist e ricercatore postdottorale James più brevi Sup35 e Hsp104 isolati. Qui hanno veduto che le piccole quantità di Hsp104 hanno catalizzato la formazione di fibre dell'amiloide, ma i grandi livelli della proteina realmente hanno indotto le fibre a dissolversi.

“Dato la loro struttura resiliente, il fatto che una proteina può smontare questi amiloidi è notevole,„ dice Lindquist. “Ha implicazioni enormi per la nostra comprensione del trattamento della folding proteico nelle circostanze in relazione con l'amiloide.„

Questa ricerca anche può contribuire agli scienziati la comprensione dell'evoluzione. I prioni, quelle proteine contagiose implicate nei termini quale la malattia della mucca pazza, sono una sottoclasse degli amiloidi. In celle di lievito, Sup35 è tecnicamente un prione, sebbene non sia tossico alla cella. Molti ricercatori sospettano che perché i prioni sono stati conservati così bene in lievito per le centinaia di migliaia di anni, devono servire un certo ordinamento di scopo evolutivo - e quello è dove Hsp104 entra.

Hsp104 appartiene a classe A di proteine che a volte sono influenzate dai fattori ambientali. È concepibile, più breve spiega, che una cella di lievito in un tipo di ambiente può avvertire un'abbondanza di Hsp104, che poi terrebbe Sup35 dalla formazione delle fibre dell'amiloide in quella cella. Ma messo che la cella in un ambiente differente e nel risultato può essere un più livello moderato di Hsp104 che, a loro volta, creerebbe le fibre dell'amiloide in Sup35, cambiante come quella proteina funziona ed infine alterando la biologia delle cellule. E perché questi cambiamenti potrebbero poi essere passati sopra alle generazioni successive di celle, questo, la nota degli scienziati, sarebbe un esempio dell'ambiente che guida il trattamento evolutivo.

“Questa è la speculazione che non è stata dimostrata ancora,„ dice più breve. “Per ovvi motivi è duro provare tutto l'argomento evolutivo. Ma questo documento è un'indicazione che questo potrebbe essere il caso.„