成像技术措施毒性阿尔茨海默氏症和帕金森氏症的蛋白质

研究人员开发了一种新的成像技术,可以研究为什么与老年痴呆症和帕金森疾病相关的蛋白质可能会从无害的有毒。这种技术使用了一种“多维超分辨率成像技术”,可以观察到的变化在单个蛋白质分子的表面聚集。工具可以让研究人员确定蛋白质错误折叠和如何最终成为大脑中的神经细胞毒性,这可能有助于治疗这些毁灭性的疾病的发展。

剑桥大学的研究人员已经研究出一种现象疏水性(水)缺乏亲和力的蛋白质β-淀粉样蛋白和αsynuclein-which分别与阿尔茨海默氏症和帕金森氏症——变化他们粘在一起。它被提出,这些蛋白质的疏水性和毒性之间的联系,但是这是第一次有可能疏水性在这样的高分辨率图像。细节发表在杂志上自然通讯。

”这些蛋白质开始在一个相对无害的形式,但当他们纠结在一起,一些重要的变化,”史蒂文李从剑桥大学的化学系博士说,这项研究的资深作者。“但是使用传统的成像技术,就没有可能在分子水平上看到发生了什么。”

在神经退行性疾病阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等,自然产生的蛋白质折叠成错误的形状和聚集到丝状结构称为淀粉样纤维和小,剧毒称为集群低聚物被认为损害或杀死神经元,但确切的机制仍然未知。

在过去的二十年里,研究人员一直试图开发治疗停止核扩散这些集群在大脑中,但在任何这样的治疗可以开发之前,首先需要有一个准确的了解寡聚物的形式和原因。

“寡聚物有什么特别之处,我们想知道它是什么,”李说。“我们开发新工具,将帮助我们回答这些问题。”

当使用传统的显微技术,物理让人无法放大过去的某一点。从本质上讲,有一种天生的模糊不清,所以任何低于一定规模将出现作为一个模糊的斑点通过光学显微镜,仅仅因为光波传播时关注这样一个很小的地方。淀粉样原纤维和低聚物小于这个极限所以很难直接想象发生了什么。

然而,新的超分辨率技术,10到20倍光学显微镜,允许研究人员绕过这些限制和视图在纳米尺度上生物和化学过程。

李和他的同事们采取了超分辨率技术更进一步,,现在不仅能够确定一个分子的位置,但也同时单分子的环境属性。

利用他们的技术,称为sPAINT (spectrally-resolved分积累在纳米尺度地形成像),研究人员使用一种染料分子地图淀粉样原纤维的疏水性和低聚物与神经退行性疾病。sPAINT技术很容易实现,只需要添加一个传输衍射梯度到超分辨率显微镜。据研究人员介绍,地图的能力疏水性在纳米尺度上可以用来理解其他生物过程。