Eine der Aufgaben der wissenschaftlichen Arbeit ist zu erklären wie die Welt funktioniert. Ihre Forschungs-Ideen können oft unrealistisch scheinen, aber als es stellt sich heraus, Ihre Forschungen können die wirklich helfen viele von uns.
Dies ist der Fall mit der Forschungsarbeit von Dr. Piotr Pieta-Arbeitsgruppe am IPC-PAS. Er hat gezeigt, wie die Größe der Moleküle von beta-amyloid—a compound als der ‚Täter‘ bei der Alzheimer-Krankheit beeinflusst, wie diese Moleküle interagieren Zellmembranen.
IPC arbeiten Wissenschaftler an synthetischen, Modell Zellmembranen eingebaut so einfach wie möglich, aber zur gleichen Zeit, ähnlich denen im menschlichen Gehirn. Diese Membranen bestehen nur aus einem Gemisch von Phospholipiden (ohne Rezeptoren oder anderen Membran-Proteinen), so dass der Forscher konzentriert sich ausschließlich auf wie verschiedene Moleküle beeinflussen die Barriere, die sicherstellt, dass die Zelle Stabilität. „Wir wollten wissen, was beta-amyloids eigentlich tun, um diese Membranen“, erklärt Dr. Pieta. „Tun Sie lagern sich auf der Membranoberfläche, Sie zu zerstören oder auflösen, und wenn Sie Sie aufzulösen, warum und wie;?“
Es gibt eine Menge von Fragen—die Antworten sind nur einfach offensichtlich. „In unseren Studien haben wir es geschafft, überwachen der Größe des beta-amyloids oligomers, das heißt, Moleküle, die aus mehreren amyloid-Moleküle. So haben wir in der Lage, um zu sehen, wie diese Größe betrifft den Mechanismus Ihrer Interaktion mit dem Modell der Membran“, sagt Dr. Pieta. In der ersten Forschung über die Alzheimer-Krankheit, wurden Studien durchgeführt, die Gehirne von Menschen, die krank waren, oder hatte in der Tat starb bereits an der Krankheit. Die Gehirne enthalten Ablagerungen von langen Fäden, Fibrillen—und für viele, viele Jahre, es wurde geglaubt, daß diese Fibrillen waren die wichtigsten Erreger.
Neuere Studien jedoch, darunter diejenigen, die unter der Leitung von Dr. Pieta, zeigen etwas anderes. Es ist nicht die lange Fibrillen, die sind das übel, sondern deren Vorstufen—die oligomere von beta-amyloid. Amyloids werden kontinuierlich produziert, in jedem von uns von Membran-Proteinen, und Sie sind abgeschnitten enzymatisch. Probleme entstehen, wenn die Mechanismen, die Regeln, deren Menge und ‚Erscheinung‘ zu arbeiten aufhören. Nicht-toxischen amyloids enthalten 39-43 Aminosäuren und Ihrer Sekundär-Struktur der alpha-helix (eine Form, die etwas ähnlich einer DNA-Kette). Die “ schlechte,“ veränderte Strukturen sehen ein bisschen aus wie Ziehharmonika Falten. Die schlimmsten sind diejenigen, die mit 42 Aminosäuren-Moleküle.
„Mit atomic force microscopy, führten wir zwei Arten von Messungen, eine für kleine oligomere mit Durchmessern von etwa 2 nm und die andere für die etwas größeren mit Durchmessern von etwa 5 nm“, erklärt der Wissenschaftler. „Es stellte sich heraus, dass kleine oligomere Arbeit in einer Weise, die völlig anders als die großen.“ Die großen, nach Ablagerung auf der Membran, aggregate zu bilden lange Fibrillen. Alle die Phänomene, die auftreten, mit Ihrer Teilnahme nehmen Sie Platz auf der Oberfläche des Modells Zellmembran und führen nicht zu einer Zerstörung der Membran.
Kleine oligomere sind eine ganz andere Geschichte. Sie zerstören die Membran. „Auf den ersten, erstellen Sie Löcher in verschiedenen Größen und Formen, die in der Membran“, erklärt Dr. Pieta. „Einmal ist ein Loch gebohrt, kleine oligomere geben Sie die Membran und zusammen mit den Membran-phospholipid-Moleküle bilden kugelförmige Mizellen. Diese mizellaren komplexen diffus nach außen, so dass die Phospholipide aus der Membran und führt zu seiner Auflösung. Der Mechanismus der Wechselwirkung mit der Membran, ändert sich mit der änderung in der Größe der oligomere.
Dennoch ist diese Interaktion bewirkt eine Abnahme der mechanischen Haltbarkeit der Membran um etwa 50% und im Fall der beiden amyloids. In anderen Worten, sowohl kleine als auch große oligomere sind giftig, obwohl Ihre Wirkungsweise ist unterschiedlich. „Unsere Forschung erklärt diese Mechanismen und versöhnt widersprüchliche Berichte in der Literatur veröffentlichten,“ der Forscher erklärt.
„Vorerst, wir sind nur zu erklären, die grundlegenden Mechanismen“, sagt Dr. Pieta, „Aber in der nächsten Stufe unserer Forschung, die wir hinzufügen werden, die Moleküle von Medikamenten, die auf dieses system und sehen, welche Sie ändern können, die Interaktion des amyloid mit der Membran und damit vielleicht den Kurs der Krankheit. Untersuchen wir Moleküle, die könnten, zum Beispiel, deaktivieren Sie das beta-amyloid, indem Sie sich an, bevor es zerstört die Membran. Wir haben begonnen, die Zusammenarbeit mit Pharmazeuten und Biochemiker. Wir empfehlen Ihnen, ob Ihre Medikamente interagieren mit amyloids auf der Membran-Oberfläche, und wenn ja, auf welcher Ebene und wie Sie sich Verhalten sollten, um, zum Beispiel, erhöhen die Haltbarkeit der Zellmembran“, folgert der Wissenschaftler.