_ Tehnica imagistică arată noi detalii despre structuri peptidice

O nouă tehnică de imagistică dezvoltată de inginerii de la Universitatea Washington din St. Louis le poate oferi oamenilor de știință o privire mult mai atentă asupra ansamblurilor de fibrile – stive de peptide care includ beta-amiloid, în special asociate cu boala Alzheimer.

Aceste ansambluri de fibrile încrucișate-β sunt, de asemenea, elemente de construcție utile în cadrul biomaterialelor de proiectare pentru aplicații medicale, dar asemănarea lor cu verii lor beta-amiloid, ale căror încurcături sunt un simptom al bolii neurodegenerative, este îngrijorătoare. Cercetătorii doresc să afle cum diferitele secvențe ale acestor peptide sunt legate de toxicitatea și funcția lor variabilă, atât pentru peptidele care apar în mod natural, cât și pentru verii lor artificiali.

Acum, oamenii de știință pot vedea suficient de atent ansamblurile de fibrile pentru a vezi că există diferențe notabile în modul în care se adună peptidele sintetice în comparație cu beta-amiloid. Aceste rezultate provin dintr-o colaborare fructuoasă între autorul principal, Matthew Lew, profesor asociat de inginerie electrică și de sisteme, și Jai Rudra, profesor asociat de inginerie biomedicală, la Școala de Inginerie McKelvey din WashU.

„Noi proiectăm microscoape pentru a permite măsurători mai bune la scară nanometrică, astfel încât știința să poată avansa”, a spus Lew.

Într-o lucrare publicată recent în ACS Nano, Lew și colegii săi subliniază modul în care au folosit sonda chimică roșie a Nilului pentru a aprinde crucea. -fibrile β. Tehnica lor, numită microscopie de orientare-localizare cu o singură moleculă (SMOLM), folosește fulgerele de lumină din roșu Nil pentru a vizualiza structurile fibrelor formate din peptide sintetice și de beta amiloid.

Concluzia: aceste ansambluri. sunt mult mai complicate și eterogene decât se anticipa. Aceasta este o veste bună, deoarece înseamnă că există mai mult de o modalitate de a stivui proteinele în siguranță. Cu măsurători și imagini mai bune ale ansamblurilor de fibrile, bioinginerii pot înțelege mai bine regulile care dictează modul în care gramatica proteinelor afectează toxicitatea și funcția biologică, ceea ce duce la terapii mai eficiente și mai puțin toxice.

În primul rând, oamenii de știință trebuie să vadă diferența. între ele, ceva foarte provocator din cauza dimensiunii mici a acestor ansambluri.

„Răsucirea elicoidală a acestor fibre este imposibil de deslușit folosind un microscop optic sau chiar niște microscoape de super-rezoluție, deoarece aceste lucruri sunt pur și simplu prea mic”, a spus Lew.

Cu tehnologia de imagistică de înaltă dimensiune dezvoltată în laboratorul lui Lew în ultimii doi ani, aceștia sunt capabili să vadă diferențele.

Un microscop cu fluorescență tipic folosește molecule fluorescente ca becuri pentru a evidenția anumite aspecte ale unei ținte biologice. În cazul acestei lucrări, au folosit una dintre acele sonde, roșu Nil, ca senzor pentru ceea ce era în jurul ei. Pe măsură ce roșul Nilului își explorează aleatoriu mediul și se ciocnește de fibrile, emite sclipiri de lumină pe care le pot măsura pentru a determina unde se află sonda fluorescentă și orientarea acesteia. Din aceste date, ei pot reuni imaginea completă a fibrilelor proiectate care se stivuiesc foarte diferit de cele naturale, cum ar fi beta-amiloid.

Imaginea lor a acestor ansambluri de fibrile a făcut capacul ACS Nano și a fost creată de către primul autor Weiyan Zhou, care a codificat imaginea în funcție de locul în care îndreptau roșii Nilului. Imaginea rezultată este un ansamblu de peptide care curge roșu-albăstrui care arată ca o vale a unui râu.

Cercetătorii intenționează să continue să dezvolte tehnici precum SMOLM pentru a deschide noi căi de studiu a structurilor și proceselor biologice la scară nanometrică.

„Vedem lucruri pe care nu le puteți vedea cu tehnologia existentă”, a spus Lew.

(Fluierul)