Lần theo dấu vết của tác nhân gây bệnh bò điên

Các nhà hóa học từ ETH Zurich và Đại học Kỹ thuật Munich đã lần đầu tiên thành công trong việc sản xuất nhân tạo một prion có neo. Do đó, chúng có thể cung cấp một cơ sở mới cho nghiên cứu prion để tìm ra cách thức phát triển của bệnh BSE hoặc Creutzfeldt-Jacob.

Vào giữa những năm 90, mọi người đều nói về bệnh bò điên và nó là chủ đề số một trên các phương tiện truyền thông. Điều gì đáng lo ngại về dịch bệnh động vật là giả định? rằng một biến thể của bệnh Creutzfeldt-Jakob (vCJD) gây chết người ở người là do ăn thịt bò bị nhiễm BSE. Ở cả hai loài, bệnh đều gây thoái hóa não. Các nhà nghiên cứu từ lâu đã cho rằng các prion bị gấp khúc không đúng cách là nguyên nhân gây ra điều này. Ngay cả khi mọi thứ đã lắng xuống xung quanh BSE và CJD, các bệnh liên quan đến prion vẫn không thể chữa khỏi.

Prion bình thường và bất thường

Prion bình thường là những protein tương đối đơn giản xuất hiện tự nhiên trong mô não. Các kết quả nghiên cứu mới thậm chí còn cho thấy rằng prion đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của các tế bào thần kinh mới trong não. Trong hầu hết các trường hợp, prion có cấu trúc vô hại. Hiện vẫn chưa rõ tại sao những protein này đột ngột thay đổi cấu trúc và do đó làm cho sinh vật mang mầm bệnh, chẳng hạn như bò, cừu hoặc người, bị bệnh.

Các nhà nghiên cứu nghi ngờ một phần của prion, glycosylphosphatidylinositols, gọi tắt là GPI. GPI bao gồm đường và chất béo dư thừa và neo giữ prion vào bề mặt tế bào.

Việc neo GPI này có thể là nguyên nhân dẫn đến việc một prion thay đổi cấu trúc của nó và thậm chí khiến các prion khác cũng gấp lại theo cách khác. Kết quả là rất nhiều prion bất thường kết tụ lại với nhau và gây hại cho não.

Phức hợp phân tử nhân tạo đầu tiên

Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa thể cách ly hoàn toàn những hạt prion phức tạp, cố định này khỏi các hệ thống tự nhiên.

Do đó, các nhà nghiên cứu đã phải tự bằng lòng với việc kiểm tra các mầm bệnh bất thường mà không có mỏ neo để hiểu rõ hơn về cấu trúc, chức năng, độ ổn định và khả năng gấp của chúng. Vấn đề với điều này: Các prion đơn giản không có neo không làm cho bạn bị ốm. Do đó, điều quan trọng đối với nghiên cứu prion là có thể phân tích prion bằng neo GPI.

Một giải pháp hiện được đưa ra bởi một nhóm nghiên cứu Đức-Thụy Sĩ do Peter Seeberger, Giáo sư Hóa hữu cơ ETH, và Christian Becker, Giáo sư tại Phòng thí nghiệm Hóa học Protein tại Đại học Kỹ thuật Munich, dẫn đầu.

Lần đầu tiên, họ đã thành công trong việc tái tạo nhân tạo phức hợp phân tử phức tạp trong phòng thí nghiệm. Nhóm của Seeberger tổng hợp mỏ neo GPI, nhóm của Becker là prion. Sau đó, hai tấm vải được ghép lại và hoàn thiện thành một tổng thể.

Seeberger nhấn mạnh: “Sự tổng hợp của neo GPI là một cột mốc quan trọng đối với hóa học vì nó mở ra những khả năng và hiểu biết mới cho nghiên cứu.

Art prion như một công cụ

Các thử nghiệm ban đầu cho thấy các nhà nghiên cứu đã tạo ra phân tử "đúng". Prion nhân tạo và GPI của nó có thể tự neo trong màng tế bào. Với sự trợ giúp của phức hợp phân tử nhân tạo, các nhà nghiên cứu prion có thể điều tra vai trò của neo GPI chi tiết hơn.

Trong tương lai, có thể làm rõ liệu GPI thực sự có ảnh hưởng đến sự gấp khúc của prion hay không và liệu nó có góp phần vào việc prion đột nhiên có ảnh hưởng tiêu cực đến nhau hay không. Giáo sư Peter Seeberger của ETH cho biết: “Đó sẽ là công việc của các nhà nghiên cứu prion do Giáo sư Adriano Aguzzi từ Bệnh viện Đại học Zurich.

thư mục

Becker CFW, Liu X, Olschewski D, Castelli R, Seidel R, Seeberger PH: Bán tổng hợp protein Glycosylphos-phatidylinositol-Anchored Prion, Angewandte Chemie, Tập 47, Số 43, Trang 8215-8219; doi: 10.1002 / anie.200802161

Nguồn: Zurich [ETH]