2025-06-04 14:14来源:本站
拉筹伯大学的科学家们创造了世界上第一个研究活细胞中“无序”蛋白质的方法,这一突破性研究可能会彻底改变我们对帕金森病的理解和治疗方式。
发表在《自然方法》杂志上的这项研究使用了一种名为TME的尖端化学标签,它与蛋白质结合并使它们发光,这使得科学家们首次能够在蛋白质处于非结构化或“无序”状态时检测并捕获它们进行分析。
这项研究还表明,将TME与现有的研究方法结合起来,通过揭示蛋白质在活血细胞中的行为方式,为帕金森病提供了重要的新见解——这一突破可以帮助科学家更好地了解这种疾病的病因。
首席研究员洪玉宁副教授表示,这种新的化学工具标志着生物学和生物医学研究的重大进步,也是朝着开发更好的治疗方法和最终治愈帕金森病迈出的关键一步。
洪副教授说:“在近85%的帕金森病病例中,病因不明,但我们确实知道,这些蛋白质的异常团块或‘聚集’是疾病晚期的标志。”
“我们对这些蛋白质知之甚少,因为以前无法用传统方法在活细胞中识别它们。有了我们的TME化学标签,研究人员现在可以直接在活细胞中分析蛋白质的行为——这是帕金森病和其他神经退行性疾病的关键信息。”
无序蛋白质与其他类型的蛋白质不同,因为它们没有整齐地折叠以具有三维结构,这使它们具有独特的灵活性,这是它们的功能以及它们如何与其他分子相互作用的关键。
然而,这些蛋白质的异常行为会导致神经退行性疾病,包括帕金森病、痴呆和亨廷顿氏病。
该论文的第一作者、拉特罗布大学的研究员张寿祥说,目前分析无序蛋白质行为的方法需要科学家首先杀死它们所在的细胞——这一过程可能会改变蛋白质的自然状态。
张守祥说:“无序蛋白质是高度动态和异质性的——它们的结构会根据环境而改变形状,杀死细胞可能会改变它们的行为。”
通过使用TME对无序蛋白质进行化学标记,科学家们首次可以直接在活细胞内追踪它们的行为。
当与其他现有的工作流程结合使用时,该标签可以帮助科学家捕获和集中蛋白质进行大规模分析,从而对它们在不同条件下如何随时间变化提供重要的见解。
在这项研究中,研究小组使用TME来识别帕金森病和亨廷顿病的紊乱蛋白。
他们发现,在区分帕金森病患者和健康人的血细胞方面,这种方法比传统方法更好。对于亨廷顿氏病,它揭示了受影响的细胞如何将无序蛋白质聚集在一起的机制。
洪副教授说,了解这一机制是至关重要的信息,它为研究亨廷顿氏症和帕金森病的病因开辟了新的研究途径。
“首先是什么导致蛋白质形成聚集体?”它对细胞是有益的还是有害的?利用TME,我们希望研究人员能够回答这些问题,并根据他们通过观察活细胞中蛋白质的行为而了解到的情况,设计出新的治疗方法。”
在未来,洪副教授希望创建类似的测试来帮助科学家研究其他疾病。
洪副教授说:“超过50种人类疾病与蛋白质异常行为和蛋白质紊乱有关,包括阿尔茨海默病、囊性纤维化、2型糖尿病和某些癌症。”
“很明显,我们开发的这种测试在疾病研究中是有必要的,我们希望未来它能帮助科学家们更多地了解无序蛋白质在各种疾病中的作用。”
洪副教授是拉筹伯大学分子科学研究所(LIMS)和拉筹伯大学农业、生物医学和环境学院(SABE)的成员。
这项研究是作为Hong副教授澳大利亚研究委员会(ARC)未来奖学金和国家卫生与医学研究委员会(NHMRC)想法资助的一部分进行的,最初由Rebecca L. Cooper医学研究基金会项目资助。
这项研究是与墨尔本大学、奥地利科学院分子医学研究中心(CeMM)和美国西北大学的科学家合作完成的。
请阅读Nature Methods上的论文“细胞内源性蛋白紊乱的全局分析”:https://www.nature.com/articles/s41592-024-02507-z
如有要求,我们可以提供案例研究。肖恩是一名38岁的维多利亚男子,他在36岁时被诊断出患有早发性帕金森症。他没有帕金森氏症家族史。他可以讲述帕金森病患者的生活以及研究这种疾病的重要性。他曾攀登珠穆朗玛峰大本营,为帕金森氏症的研究筹集资金,他是拉筹伯大学的一名学生。