新方法可识别出健康身体结构中出现的tau聚集体

这项研究的资深作者,生理学副教授Melike Lakadamyali博士说:“没有很多工具可以可视化细胞内小的病理性蛋白质聚集体。”“但是通过超分辨率显微镜的机器学习,我们相信我们已经能够证明tau既可以形成正常的生理聚集体,又可以形成独特的病理聚集体。这样做,我们创造了一种有用的方法,可以作为新研究的基础进入针对tau相关病理的适当治疗方法。”
Tau是一种附着在轴突微管结构上的蛋白质-就像神经细胞中的高速公路一样。以前,人们认为tau聚集体只有在tau从微管中掉落时才形成。这些与一些神经系统疾病有关,包括阿尔茨海默氏病和其他类型的痴呆症。但是,事实证明,小的tau聚集体也可以在外部疾病条件下形成。
该研究的主要作者,拉卡达米利实验室的博士生梅丽娜·塞奥尼·吉帕拉基说:“从本质上讲,能够分辨出哪些tau聚集物是健康人的神经系统的一部分,而哪些形成了有害的聚集物,这是有价值的。”“不幸的是,在细胞内部还没有足够敏感的过程来区分。因此,我们着手使用哺乳动物细胞模型来创建一个。”
首先,研究人员使用超高分辨率显微镜,能够观察单个分子以区分生理和病理低聚物(分子形式)。单体,二聚体和三聚体是分别由一个,两个和三个tau分子组成的低聚物,最有可能最终与健康的生理状况相关,因为它们与微管和正常功能相关。
当研究小组研究与哺乳动物细胞模型有关的tau结构时,该结构近似于额颞痴呆,伴有与17号染色体相关的帕金森氏症(FTDP-17)-一种与tau聚集有关的疾病-该结构更大且更复杂。这些似乎是破裂的病理性tau聚集体。
建立了配置差异后,研究人员创建了一种机器学习算法,仅根据形状即可对病理性tau聚集体进行分类。此外,他们使用的抗体可以检测和区分tau聚集体何时变成“高磷酸化”-当它们吸收大量磷酸基团并趋于有害分解时。结合这些方法表明,与其他形状的tau聚集体相反,在某些氨基酸上含有磷酸根的tau更有可能形成线性纤丝,较薄的结构。
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