دانشمندان مشاهده کردند که پروتئین های زوال عقل انسانی مانند پریون ها در مغز موش پخش می شود: ScienceAlert

پریون ها یکی از بی رحمانه ترین ترفندهای طبیعت هستند.

پروتئین‌ها زنجیره‌ای از اسیدهای آمینه هستند که باید به روش‌های بسیار خاصی تا شوند – فرآیندی که همیشه آنطور که در نظر گرفته شده کار نمی‌کند. بدن شما در اصلاح این اشتباهات بسیار خوب است – اما هر از چند گاهی یک پریون ظاهر می شود.

این فقط یک پروتئین کج و ناکارآمد نیست. این یک شکل ناهموار است که دستورالعمل هایی را برای چگونگی پیدایش به اشتراک می گذارد، در حالی که در برابر مکانیسم های پاکسازی بدن مقاومت می کند. همانطور که این دستورالعمل ها در سراسر مغز پخش می شوند، نتیجه آن انحطاط سریع و پیشرونده و در نهایت مرگ است.

برای سال‌ها، دانشمندان متوجه شباهت‌های وهم‌آوری بین بیماری‌های پریون و بسیاری از بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی، مانند آلزایمر، پارکینسون و دژنراسیون کورتیکوبازال (CBD) شده‌اند.

هر دو شامل تا شدن نادرست مولکولی هستند – و شواهد رو به رشدی وجود دارد که مانند پریون ها، پروتئین های تا شده نادرست مرتبط با این بیماری ها می توانند باعث شوند تا پروتئین های دیگر به اشتباه تا شوند و تجمع پیدا کنند و به آسیب شناسی در مغز گسترش یابد.

اما یک قطعه مهم از پازل گم شده است.

هیچ شواهد مستقیمی وجود نداشت که پروتئین‌های تاو اشتباه تا شده در بیماری‌هایی مانند آلزایمر، طرح اولیه معماری وحشتناک خاص خود را نشان دهند.

اکنون محققان به سرپرستی زیست‌شناس ساختاری Sjors Scheres و عصب‌شناس Michel Goedert در آزمایشگاه MRC MRC بریتانیا آن را کشف کرده‌اند.

آنها پروتئین تاو انسانی را از افراد مبتلا به بیماری آلزایمر و CBD به موش تزریق کردند – و دریافتند که پروتئین‌های تاو خود موش‌ها از چین‌خوردگی‌های نادرست معرفی‌شده کپی می‌کنند.

شکل یک پروتئین برای عملکرد آن ضروری است. کمی شبیه چرخ دنده در ماشین است – اگر دندان دنده گیر کند، ممکن است آنطور که باید در دستگاه جا نگیرد یا در دستگاه بچرخد.

چیزی که در مورد پریون‌ها موذی‌آمیز است این است که آنها فقط دندان‌های درهم‌تنیده نیستند – آنها دندان‌های درهم‌تنیده‌ای هستند که درگیری خود را به دندان‌های دیگر منتقل می‌کنند و سپس آن را به دیگران منتقل می‌کنند – یک واکنش زنجیره‌ای که در بافت‌های سالم پخش می‌شود و اختلال عملکرد را در پی خود به جای می‌گذارد.

این فرآیند به عنوان تخم‌گذاری الگو شناخته می‌شود و اشکال مختلف تاخورده‌شده می‌توانند رفتار متفاوتی داشته باشند و چیزی را که دانشمندان سویه‌ها می‌نامند تولید می‌کنند – معماری‌های پروتئینی مختلف مرتبط با الگوهای بیماری‌های مختلف.

تاو معمولاً بازیگر بدی نیست. این پروتئینی است که به وفور در نورون ها یافت می شود، جایی که به عنوان یک داربست ساختاری عمل می کند، به انتقال مواد مغذی کمک می کند و به تبدیل خاطرات کوتاه مدت به خاطرات بلند مدت کمک می کند.

اما گاهی اوقات تاو به اشتباه می افتد. در بیش از 20 بیماری نورودژنراتیو که به نام تائوپاتی شناخته می شوند، پروتئین به رشته های غیر طبیعی تبدیل می شود.

همانطور که سویه‌های مختلف پریون با بیماری‌های پریونی مختلف مرتبط هستند – مانند انسفالوپاتی اسفنجی شکل گاوی و بیماری کروتسفلد-جاکوب – این رشته‌ها به یک شکل آسیب نمی‌بینند.

تائوپاتی های مختلف با تاو نادرست متفاوت تاو مرتبط هستند. به عنوان مثال، آلزایمر ساختارهای مشخصی دارد، در حالی که CBD ساختار دیگری دارد.

https://www.youtube.com/watch?v=v5gdH_Hydes frameborder=”0″ allow=”accelerometer;autoplay;clipboard-record; encrypted media;gyroscope;picture-in-picture;web sharing” referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin” allowfullscreen>

آزمایش‌های قبلی نشان داده‌اند که تاو غیرطبیعی می‌تواند باعث تاو سالم شود و تاو غیرطبیعی که از افراد مبتلا به تائوپاتی‌های مختلف گرفته می‌شود، می‌تواند منجر به الگوهای مختلف آسیب در مغز حیوانات شود.

مطمئنا شبیه پریون بود. اما محققان هنوز نمی‌دانند که آیا تائوی که به‌تازگی به اشتباه تا شده است، واقعاً از معماری مولکولی تائو معرفی‌شده که واکنش زنجیره‌ای را آغاز کرده است، کپی می‌کند یا اینکه این معماری‌های متمایز ممکن است الگوهای بیماری‌های مختلف را توضیح دهند.

این چیزی است که شرس و همکارانش می خواستند بفهمند.

آنها تاو بد تا شده را از بافت مغزی که سخاوتمندانه برای تحقیقات توسط افرادی که بر اثر بیماری آلزایمر یا CBD مرده بودند، استخراج کردند و آن را به مغز موش های نوع وحشی زنده تزریق کردند.

این تمایز اهمیت دارد زیرا مطالعات پاتولوژی تاو اغلب از موش‌هایی استفاده می‌کنند که به صورت مهندسی ژنتیکی برای بیان تاو انسانی یا تسهیل مدل‌سازی بیماری استفاده می‌شوند. این موش ها تاو موش مشترک خود را داشتند.

سپس موش‌ها را به‌دقت برای چندین ماه مراقبت، نظارت و آزمایش کردند.

در عرض یک هفته، تائو انسان دیگر در مغز موش قابل تشخیص نبود.

اما طی هفته ها و ماه های بعد، تائو موش ها شروع به مچاله شدن کرد. و در گروه های آلزایمر و CBD به همین شکل اتفاق نیفتاد.

در موش هایی که تاو آلزایمر دریافت کرده اند، تائو موش اشتباه تا شده فقط در نورون ها تجمع می یابد.

در آنهایی که CBD tau داده شد، هم در نورون ها و هم در سلول های گلیال پشتیبان انباشته شد و ساختارهایی شبیه آنچه در مغز افراد مبتلا به CBD دیده می شود تولید کرد.

محققان سپس با استفاده از میکروسکوپ کرایو الکترونی به تاو موش اشتباه تا شده در مقیاس اتمی نگاه کردند تا ببینند دقیقاً چگونه پروتئین ها در مقایسه با پروتئین انسانی مادرشان تا می شود.

شباهت عجیبی بود.

در موش‌هایی که تاو آلزایمر به آنها تزریق شد، تائو موش به همان ساختاری که در بیماری آلزایمر انسان دیده می‌شود، جمع شد. در موش‌هایی که با CBD tau تزریق شده‌اند، تائو موش در عوض با ساختاری که در CBD انسان دیده می‌شود مطابقت دارد.

تائو اولیه انسان مدت‌ها بود که از بین رفته بود، اما میراث آن در هر لقمه‌ای از تاو موش نادرست تا شده نقش بسته بود.

و معماری های مختلف مولکولی با الگوهای مختلف آسیب شناسی مرتبط بودند – چین آلزایمر با الگوی فقط نورونی و چین CBD با ترکیب متمایز ادخال های عصبی و گلیال.

جالب اینجاست که با وجود تجمع این ساختارهای غیر طبیعی تاو، موش ها سالم به نظر می رسیدند.

هنوز مشخص نیست که آیا آنها به اندازه کافی عمر نکرده اند تا علائم ظاهر شوند، آیا تاو غیرطبیعی بسیار کمی برای ایجاد آنها انباشته شده است یا اینکه گسترش تاو نادرست و آسیبی که در نهایت ایجاد می کند مراحل جداگانه ای از بیماری هستند.

همچنین ذکر این نکته مهم است که این بدان معنا نیست که تائوپاتی های مورد بحث مستقیماً مشابه بیماری های پریون هستند. یکی از ویژگی های مهم دومی این است که آنها عفونی هستند. تائوپاتی هایی مانند آلزایمر و CBD به طور طبیعی از فردی به فرد دیگر سرایت نمی کنند.

اکنون محققان می‌خواهند فرآیندهای مولکولی را تشریح کنند که بر نحوه جذب دانه‌های تاو توسط سلول‌ها، تبدیل سایر پروتئین‌های تاو و انتشار به مغز نظارت می‌کند.

نتایج آنها نشان می‌دهد که موش‌های معمولی می‌توانند مدل قدرتمندی برای این کار ارائه کنند.

محققان امیدوارند با تعیین اینکه چه چیزی این فرآیند را هدایت می‌کند، بهتر درک کنند که چگونه سویه‌های مختلف تاو الگوهای بیماری متمایز خود را ایجاد می‌کنند – دانشی که در نهایت می‌تواند به راه‌های جدیدی برای تشخیص و درمان این شرایط منجر شود.

این مطالعه در منتشر شد طبیعت.