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《國際要聞》研究神經退化疾病新利器! 奈米級感知器協助偵測蛋白質異常聚集機轉
2023-02-02

※美國阿肯色大學發表能夠用來研究神經退化性疾病相關的蛋白質纏結的新奈米級感知器。(Photo credit: University of Arkansas and Prof. Jiali Li)

美國阿肯色大學的研究團隊發表一款奈米級感知器來研究Tau蛋白與微管蛋白(tubulin)分子的聚集。這些蛋白質,特別是它們在大腦中的聚集和帕金森氏症與阿茲海默症等神經退化疾病有相當大的關聯。這項奈米孔技術目的在於讓研究人員在不同環境條件的影響下,如: pH值、鹽類濃度和溫度,了解這些蛋白質如何聚集。研究團隊希望他們的技術能夠幫助了解神經退化性疾病的潛在機制,並有可能發現新的治療機會。

大腦中微小蛋白質的異常纏結與聚集是神經退化性疾病的一個重要指標,如: 帕金森氏症和阿茲海默症。然而,它們的形成和在疾病開始的發展中的作用機轉還沒有被完全理解。了解這些異常纏結的形成方式和原因,可以讓研究人員開發針對這些過程的新療法。

這項最新技術目的在於了解這些蛋白質纏結的機轉,而這個技術在一個氮化矽膜上創建一個奈米孔感知器並採用電壓在奈米孔洞上產生離子流,然後分析帶電蛋白質分子如何影響電流。

「歐姆定律是使奈米孔裝置能夠感知蛋白質分子的基礎。一個微小的孔(6-30 nm)被製作在一個薄的氮化矽膜上,並由一個矽基質作為基礎。當它被放入含有鹽類離子的溶液中時,施加電壓驅動離子通過奈米孔將會產生一個開放的孔隙離子電流。」這項研究計畫的主持人Jiali Li教授說道。

電流的電話可以反映蛋白質纏結與聚集的特性,如: 體積、形狀和大小,並且可以幫助研究人員了解纏結是如何形成和表現的。「一個蛋白質分子產生的電流下降量與蛋白質的體積或大小和形狀呈正比。這意味著,如果蛋白質A與蛋白質B結合,它們將會引起與A+B的體積成比例的電流下降,而聚集的蛋白質A將引起電流下降。」Jiali Li教授補充道。

「我們的研究顯示,氮化矽奈米孔裝置可以測量Tau蛋白與微管蛋白分子的體積資訊以及它們在不同生物條件下聚集的情況,這讓我們對蛋白質聚集過程有了更好的了解,同時也可以開發治療神經退化性疾病的藥物或其他治療方法。我們計畫系統性地研究不同生物條件下蛋白持聚集機制,如: 溫度、pH值和鹽濃度等等。」Jiali Li教授說道。

(來源:Medgadget 生策中心編譯)

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