Eine überraschende Entdeckung , die Jahrzehnte zu überlegen, wie der Körper fixiert Proteine kommen trennten stark erweitert Möglichkeiten für Therapien für Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson, die zur Akkumulation von falsch gefalteten Proteinen im Gehirn in Verbindung gebracht worden , zu verhindern schlägt .
"Dieses Ergebnis stellt eine ganz andere Einstellung zum Proteinfaltungskrankheiten ; ein neuer Weg, um nach ihnen zu gehen ", sagte Andrew Dillin , die Thomas und Stacey Siebel Distinguished Chair für Stammzellforschung in der Abteilung für Molekular- und Zellbiologie und Howard Hughes Medical Institute Investigator an der University of California, Berkeley.
Dillin , UC Berkeley Postdoktoranden Nathan A. Baird und Peter M. Douglas und ihre Kollegen an der University of Michigan, Scripps Research Institute und Genentech Inc., veröffentlichten ihre Ergebnisse in der 17. Oktober Ausgabe der Zeitschrift Science .
Zellen stecken viel Mühe in die Proteine verhindern - die wie eine Perlenkette in eine präzise dreidimensionale Form angeordnet sind - zu entwirren , da die Aktivität eines Proteins, wie ein Enzym oder Strukturkomponente hängt von richtig geformt und gefaltet. Es gibt mindestens 350 getrennte molekulare Chaperone ständig patrouillieren die Zelle, um falsch gefaltete Proteine falten . Wärme ist eine der größten Bedrohungen für die Proteine , wie beim Braten ein Ei nachgewiesen werden - die klaren weißen Eiweiß verwandelt undurchsichtig wie die Proteine entfalten und dann verheddern wie Spaghetti .
Seit 35 Jahren haben die Forscher unter der Annahme gearbeitet , dass, wenn Zellen durchlaufen Hitzeschock , als mit ein Fieber , Sie produzieren ein Protein, das eine Kaskade von Ereignissen , die Feld noch Chaperone zu entwirren Proteine , die die Zelle töten könnten falten auslöst. Das Protein , HSF -1 ( Hitzeschock- Faktor -1) , tut dies , indem es an Promotoren stromaufwärts der 350 -plus -Chaperon -Gene , upping Aktivität der Gene und dem Start der Armee von Chaperonen , die ursprünglich " Hitzeschockproteine bezeichnet. "
Injizieren von Tieren, die mit HSF -1 hat sich gezeigt, nicht nur , um ihre Toleranz gegenüber Hitze erhöhen Stress , Sondern um die Lebensdauer zu erhöhen.
Da eine Ansammlung von fehlgefalteten Proteinen in Alterung und bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer , Parkinson und Huntington- Erkrankungen in Verbindung gebracht worden sind, haben Wissenschaftler Weise künstlich zu steigern HSF -1 , um die Protein- Plaques und Fibrillen , die schließlich töten Gehirnzellen zu reduzieren versucht . Bisher wurden solche Booster Lebensdauer in Labortiere , einschließlich Mäusen verlängert , aber das Auftreten von Krebs stark erhöht.
Dillin Team in Experimenten auf dem Fadenwurm C. elegans gefunden , dass HSF -1 hat eine ganze Menge mehr als Trigger Freisetzung von Chaperonen . Eine gleiche , wenn nicht sogar wichtiger Funktion ist es, der Zelle Zytoskeletts , die die Landstraße, die lebensnotwendigen Gütern transportiert stabilisieren - Heil Chaperone eingeschlossen - um die Zelle .
"Wir schlagen vor, dass , anstatt mehr von HSF -1 , um Krankheiten wie Chorea Huntington zu vermeiden, sollten wir auf der Suche nach Möglichkeiten, um das Aktin-Zytoskelett besser zu machen ", sagte Dillin . Solche Taktiken können die krebserregende Nebenwirkungen von upping HSF -1 zu vermeiden.
Dillin ist Co-Direktor des Paul F. Glenn Zentrum für Alternsforschung , eine neue Zusammenarbeit zwischen der UC Berkeley und UC San Francisco von der Glenn -Stiftung für medizinische Forschung unterstützt. Center -Studie werden die vielen Möglichkeiten , die Proteine Fehlfunktion innerhalb der Zellen zu studieren , am besten den Weg für neuartige Therapien für neurodegenerative Erkrankungen .
Dillin vergleicht eine Zelle erleben Hitzeschock in ein Land angegriffen . In einem Krieg , schneidet ein Angreifer zuerst aus der gesamten Kommunikation , wie Straßen, Bahn und Brücken, die die Ärzte die Behandlung der Verwundeten verhindert. Ebenso stört Hitzeschock die Zytoskelett- Autobahn, der Verhinderung der Chaperon " Ärzte " vom Erreichen der Patienten , die falsch gefalteten Proteinen.
"Wir denken, HSF -1 macht nicht nur Chaperone , mehr Ärzte , aber auch sicher, daß die Straßen intakt , alles funktionsfähig zu halten und sicherzustellen, dass die Begleitpersonen können an die Kranken und Verwundeten Krieger erhalten bleiben", sagte er.
Die Forscher fanden heraus , dass speziell HSF -1 hochreguliert ein anderes Gen , pat -10, die ein Protein, das Aktin , die Bausteine des Zytoskeletts stabilisiert produziert .
Durch die Steigerung pat -10 -Aktivität , in der Lage, Würmern , die verändert hatte, die zum Ausdruck bringen zu heilen waren sie Huntington -Krankheit Gen und auch verlängern die Lebensdauer von normalen Würmer.
Dillin vermutet, dass Hauptfunktion des HSF -1 ist in der Tat, um das Aktin-Zytoskelett zu schützen. Er und sein Team mutiert HSF -1 , so dass es nicht mehr gesteigert Chaperone zeigen , sagte er, dass "man Hitzeschock mit dem normalen Niveau von Hitzeschockproteinen zu überleben, so lange wie Sie Ihren Zytoskelett Arbeit besser zu machen. "
Er stellte fest, dass die Ergebnisse des Teams - , dass die Steigerung Chaperone nicht essentiell zum Überleben Hitzestress - waren so widersprüchlich vorherrschende Meinung , dass " ich meine Post-Docs " das Leben zur Hölle für drei Jahre " Beharren auf weitere Versuche , um Irrtümer auszuschließen . Doch wenn Dillin stellte die Ergebnisse vor kurzem an die Mitglieder des Proteinfaltungs Gemeinschaft , sagte er, die erste Reaktion vieler war : "Das ist durchaus sinnvoll . "