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Gli Scienziati identificano i nuovi beni del tipo di gelatina delle proteine essenziali che piombo alle malattie serie

Gli Scienziati all'Università di Cambridge hanno identificato i nuovi beni delle proteine essenziali che, quando funzionano male, possono causare l'accumulazione, o “dell'aggregazione„, delle proteine misshaped e piombo alle malattie serie.

Una caratteristica comune delle malattie neurodegenerative - quale la malattia di Alzheimer, di Parkinson e di Huntington - è l'accumulazione delle proteine “misfolded„, che danneggiano irreversibile il cervello. Per esempio, il Morbo di Alzheimer vede che l'accumulazione di beta-amiloide “placche„ e tau “aggroviglia„.

Nel caso di certi moduli della malattia del neurone di motore (anche conosciuta come la sclerosi laterale amiotrofica, o il ALS) e della demenza frontotemporal, è l'accumulazione “dei montaggi della proteina deforme di FUS e di parecchie altre proteine dell'RNA-associazione che è associata con la malattia. Tuttavia, il montaggio di queste proteine obbligatorie del RNA ha parecchie differenze ai cumuli convenzionali della proteina veduti nel Morbo di Alzheimer e la Malattia del Parkinson e di conseguenza, il significato dell'accumulazione di queste proteine e come accade finora è stata poco chiari.

FUS è una proteina dell'RNA-associazione, che ha una serie di funzioni importanti nella trascrizione di regolamentazione del RNA (il primo punto nell'espressione del DNA) ed impionbatura nel nucleo delle celle. FUS egualmente ha funzioni nel citoplasma delle celle addette a regolamentare la traduzione di RNA nelle proteine. Ci sono parecchie altre proteine obbligatorie del simile RNA: una caratteristica comune di tutti è quella oltre ad avere domini per legare il RNA che egualmente hanno domini in cui la proteina sembra essere spiegata o non strutturata.

In uno studio pubblicato oggi nel Neurone del giornale, gli scienziati all'Università di Cambridge hanno esaminato le proprietà fisiche di FUS per dimostrare come il dominio spiegato della proteina gli permette di subire “le transizioni di fase„ reversibili. Cioè può cambiare avanti e indietro da un modulo completamente solubile “del monomero„ in capitalizzazioni localizzate distinte che somigliano alle goccioline liquide e poi più ulteriormente condensa nelle strutture del tipo di gelatina che sono conosciute come idrogel. Durante questi cambiamenti, RNA del bloccaggio e della versione degli assembly della proteina “ed altre proteine. In pratica questo trattamento permette il macchinario cellulare affinchè la trascrizione e la traduzione del RNA sia condensato nelle alte concentrazioni all'interno di spazio tridimensionale limitato senza richiedere una membrana di limitazione, quindi contribuente a regolamentare facilmente questi trattamenti cellulari vitali.

Facendo Uso dei elegans del verme C. del nematode come modello di ALS e di demenza frontotemporal, il gruppo poteva poi anche indicare che questo trattamento può diventare irreversibile. Le proteine Mutate di FUS inducono il trattamento di condensazione a andare troppo lontano, formando i gel spessi che non possono ritornare al loro stato solubile. Di conseguenza, questi assembly del tipo di gel irreversibili intrappolano altre proteine importanti, impedicenti loro che espletano le loro funzioni usuali. Una conseguenza è che pregiudica la sintesi di nuove proteine in assoni delle cellule nervose (il circuito di collegamento delle cellule nervose).

D'importanza, i ricercatori egualmente hanno indicato che interrompendo la formazione di questi assembly irreversibili (per esempio, mirando con le piccole molecole particolari), è possibile salvare la motilità alterata e prolungare la durata della vita del verme.

** Come gelatina su una zolla **

Il comportamento di FUS può essere paragonato a quello di una gelatina, spiega il Professor Peter St George Hyslop dall'Istituto di Cambridge per Ricerca Medica.

Una Volta in primo luogo fatta, la gelatina è semiliquida, come un liquido. Mentre raffredda il frigorifero, comincia ad impostare, inizialmente diventando leggermente più densamente dell'acqua, ma ancora semiliquido come i moduli delle molecole della gelatina nelle catene più lunghe e del tipo di fibra conosciute come le fibrille. Se cadeste una gocciolina di questa gelatina quasi messa nell'acqua, (almeno brevemente) rimane distinta dall'acqua circostante “una gocciolina liquida„ all'interno di un liquido.

Mentre la gelatina si raffredda più ulteriormente nel frigorifero, le fibre della gelatina condensano più e finalmente si trasforma in in una gelatina saldamente rassodata che può essere lanciata dalla muffa su una zolla. Questa gelatina dell'insieme è “un idrogel„, un reticolo sciolto delle fibrille della proteina (gelatina) che è abbastanza denso reggere dentro gli spazi fra le sue fibre. La gelatina dell'insieme regge in uno spazio costretto 3D - e secondo la ricetta, ci può essere un certo altro “carico„ sospeso all'interno della gelatina, quali i bit di frutta (nel caso di FUS questo “carico„ potrebbe essere ribosomi, altre proteine, enzimi o RNA, per esempio).

Quando la gelatina è memorizzata in una stanza fresca, la frutta è conservata nella gelatina. Ciò significa che la frutta (o ribosomi, ecc) possono essere mossi intorno alla casa e finalmente mettere sopra la tabella di pranzo (o nel caso di FUS, sia trasportato alle parti di una cella con i requisiti unici di sintesi delle proteine).

Se la gelatina è riscaldata, fonde e rilascia la sua frutta, che poi fluttuano fuori?. Ma se la gelatina fusa liquida è rimessa nel frigorifero e ri-è raffreddata, rifa ancora un idrogel costante e la frutta ancora una volta è bloccata. Nella teoria, questo ciclo della gel-colata-gel-colata può essere ripetuto senza fine.

Tuttavia, se la gelatina è omessa, l'acqua evaporerà lentamente e la gelatina condensa giù, cambiando da una morbidezza, gelatina facile-fusa ad una gelatina spessa e gommosa. (Infatti, la gelatina è venduta sotto il nome spesso di cubo denso come questa.) In questa gelatina condensata, il reticolo delle fibrille della proteina è insieme molto più vicino e diventa sempre più difficile da convincere la gelatina condensata per fondersi (dovreste versare l'acqua bollente per convincerla per fonderti). Poiché la gelatina condensata non è facilmente fusibile quando ottiene a questo stato, tutto il carico (frutta, ribosomi, Ecc.) all'interno della gelatina essenzialmente è irreversibilmente intrappolato.

Nel caso di FUS e di altre proteine obbligatorie del RNA, le proteine “sane„ sovra-condensano soltanto molto raramente spontaneamente. Tuttavia, malattia-causando le mutazioni trasformi queste proteine molto più inclini spontaneamente a condensare giù i gel fibrosi spessi, intrappolanti il loro carico (in questo caso i ribosomi, ecc), che poi diventano non disponibili per uso.

Così essenzialmente, questa nuova ricerca indica che la capacità di alcune proteine auto-di montare nelle goccioline liquide e nelle gelatine (leggermente più viscose)/idrogel è i beni utili che permettono che le celle concentrino transitoriamente il macchinario cellulare in uno spazio costretto 3D per eseguire le mansioni chiave e poi smonta e disperde il macchinario una volta non avuta bisogno di. È probabilmente più veloce e meno energia-costosa che facendo la stessa cosa dentro alle le vescicole dirette a membrana intracellulari - ma quella gli stessi beni può andare troppo lontano, piombo alla malattia.

Il Professor St George Hyslop dice: “Abbiamo indicato che un gruppo particolare di proteine può regolamentare i trattamenti cellulari vitali dalla loro abilità distinta alla transizione fra gli stati differenti. Ma questi beni essenziali egualmente li rendono vulnerabili alla formazione delle strutture più fisse se mutati, all'interruzione della loro funzione normale ed a causare la malattia.

“Gli stessi principi sono probabili essere a gioco in altri moduli più comuni di queste malattie dovuto la mutazione in altre proteine obbligatorie relative. La Comprensione del che cosa è in questi assembly dovrebbe fornire ulteriori obiettivi per i trattamenti di malattia.

“Il Nostro approccio mostra l'importanza di considerazione dei meccanismi delle malattie come non appena biologici, ma anche i trattamenti fisici. Riunendo la gente dall'biologico e dalle scienze fisiche, abbiamo potuti capire meglio come le proteine deformi sviluppano e causano la malattia.„

Sorgente: Università di Cambridge