Wissenschaftler beobachten zum ersten Mal den „Kipppunkt“ von Alzheimer im Labor: ScienceAlert

Wissenschaftler haben den genauen Punkt identifiziert, an dem gesunde Gehirnproteine ​​​​mit dem Wirrwarr kollidieren, das üblicherweise mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht wird.

Forscher an der University of California Santa Barbara (UCSB) sind hDer Vorteil besteht darin, dass die neue Labortechnologie hinter der Entdeckung direkt verwendet werden kann, um die „beispiellosen“ frühen Stadien vieler neurodegenerativer Erkrankungen zu untersuchen.

Tau-Proteine reichlich im menschlichen Gehirn. Auf den ersten Blick sehen diese Proteine ​​wie kleine Sehnenstücke in Neuronen aus. Weil sie falten und durch sogenannte Strukturelemente miteinander verbunden sind Mikroskopische RöhrenSie bilden jedoch eine Art Skelett für Gehirnzellen, die ihnen helfen, richtig zu funktionieren.

Leider kann diese Faltung manchmal schief gehen. Abnormal verwirrte Tau-Proteine ​​sind ein Zeichen für viele, aber nicht alle Fälle von Alzheimer.

In diesem komplexen Fall, bekannt als A Neurofibrilläre VerwicklungenTau-Proteine ​​stehen im Verdacht, Neuronen von innen heraus zu ersticken, die Zellfunktion zu stören und schließlich zum Zelltod zu führen.

Andere Experten argumentieren, dass Tau-Verwicklungen überhaupt nicht giftig sind, sondern tatsächlich schützende Natur sind, die als Reaktion auf ein anderes zugrunde liegendes Problem erzeugt werden.

In der Lage zu sein, Tau zuzusehen, wie es sich im Labor verheddert, könnte Forschern dabei helfen, die Rolle des Proteins bei der Degeneration des Gehirns aufzuklären. Es kann auch eine großartige Vorlage zum Testen anstehender Behandlungen sein.

Ein multidisziplinäres Team von Wissenschaftlern der University of California in San Francisco hat einen Weg vorgeschlagen, genau das zu tun.

Mit knapp einem Volt Strom haben die Forscher gezeigt, dass sie einen außer Kontrolle geratenen Kampf zwischen einer bestimmten Art von Tau-Protein auslösen können.

Dieser Strom soll die molekularen Signale nachahmen, die auf natürliche Weise die „Hyperfaltung“ von Tau-Proteinen im Gehirn verursachenwodurch Forscher in Echtzeit überwachen können, wie Tau-Proteine ​​einen kritischen „Wendepunkt“ überschreiten und von einem gesunden Zustand in einen erkrankten Zustand wechseln.

Wenn diese Linie überschritten wird, bilden sich schnell Verwicklungen.

„Diese Methode bietet Wissenschaftlern eine neue Möglichkeit, dynamische Veränderungen in einem Protein auf seinem Weg von gut zu schlecht gleichzeitig zu stimulieren und zu überwachen.“ Erklären Biochemiker Daniel Morse von der University of California.

„Da wir den Prozess auslösen und feinabstimmen können, können wir mit diesem System sehen, welche Moleküle bestimmte Faltungs- und Zusammenbauschritte abfangen oder verhindern können.“

Tau-Proteine ​​umfassen eine Reihe mehrerer löslicher Varianten, aber der Typ, der in der aktuellen Studie verwendet wird, heißt K18 und ist ein Kernpeptid, das eine Mikrotubuli-bindende Domäne enthält.

Interessanterweise fanden die Forscher heraus, dass K18, wenn es über einen längeren Zeitraum (Stunden oder Tage) einer Spannung ausgesetzt war, ein schnelles und irreversibles Zucken auslöste.

Doch selbst nach nur 15 Minuten kurzer Exposition begannen sich die Tau-Proteine ​​zu Knoten zu aggregieren, die sich jedoch mit Gegenspannung leichter entwirren ließen.

Dies könnte ein Zeichen dafür sein, dass sich Tau-Verwicklungen im Laufe der Zeit entwickeln könnten, genau wie es Symptome der Alzheimer-Krankheit zu sein scheinen.

Forscher, Übergang von einem gesunden Tau-Protein zu einem erkrankten Protein schreibenkann es sich um einen „progressiven Schlüssel statt um das Ergebnis eines Alles-oder-Nichts-Schlüssels“ handeln.

Dies ist ein interessanter Einblick in K18, aber es gibt viele andere Formen von Tau, die manchmal mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht werden.

Die Art und Weise, wie sich diese anderen Proteine ​​falten und aggregieren, und die Auswirkungen auf die Zellaktivität können nun theoretisch mit ähnlichen Techniken untersucht werden.

Die Studie ist erschienen in Zeitschrift für Biologische Chemie.