新澤西州新不倫瑞克(2021 年 8 月 13 日)——細胞中的一些蛋白質(zhì)可以分離成小液滴，如水中的油滴，但這個過程中的缺陷可能是老年人大腦神經(jīng)退行性疾病的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在，羅格斯大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新方法來量化與這些疾病有關(guān)的蛋白質(zhì)液滴。
這項新技術(shù)同時量化了蛋白質(zhì)液滴的表面張力和粘度或厚度，將幫助科學(xué)家研究它們?nèi)绾巫兓?，為更好地了解這些疾病的機制和藥物治療的發(fā)展開辟道路。
該研究發(fā)表在《生物物理報告》雜志上。
羅格斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團隊研究了生物分子凝聚物，它們是通過細胞內(nèi)蛋白質(zhì)和 RNA 的液-液相分離產(chǎn)生的液滴，其過程類似于油在水中形成液滴的過程。
這些蛋白質(zhì)液滴的材料特性很重要，因為它們在神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，例如肌萎縮側(cè)索硬化 (ALS) 以及阿爾茨海默病和帕金森病?；舅枷胧悄承┑鞍踪|(zhì)的液滴可以變成堵塞物或分子聚集體，這是這些疾病的標(biāo)志。
令人驚訝的是，沒有完善的方法來量化這些蛋白質(zhì)液滴的材料特性，主要是因為它們非常小——大約是雨滴體積的萬億分之一。研究人員開發(fā)了一種簡單的方法，從你通過吸管喝水的方式汲取靈感：口中的吸力和飲料在吸管中流動的速度可以告訴你液體飲料的特性。類似地，人們可以通過觀察液滴如何進出稱為微量移液管的微型玻璃管的尖端來測量蛋白質(zhì)液滴的材料特性。
研究人員研究了油和水等常見液體的液滴。事實證明，需要極大的壓力才能將它們移入微量移液管，以克服這些液體在如此狹窄的通道中的高表面張力。但是一旦克服了這種張力，油滴和水滴就會因為粘度低而移動得太快而無法被相機捕捉到。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)液滴具有恰到好處的表面張力和粘度，可以使用微量移液器進行定量研究。
“我們可以應(yīng)用微量移液器技術(shù)準(zhǔn)確測量生物分子凝聚物這一事實凸顯了蛋白質(zhì)液滴與普通液體之間的主要區(qū)別：蛋白質(zhì)液滴的表面張力比油低數(shù)千倍，而它們的粘度卻比油高數(shù)千倍或水，”資深作者、羅格斯-新不倫瑞克大學(xué)化學(xué)與化學(xué)生物學(xué)系助理教授鄭石說。
“我們現(xiàn)在終于可以定量研究蛋白質(zhì)液滴的材料特性在神經(jīng)過程中是如何變化的。我們預(yù)計這項技術(shù)將被廣泛應(yīng)用并解決當(dāng)前方法的一些限制。它將為解開這些機制以及促進治療這些疾病的治療進展打開大門。”
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