科学家们对人类细胞中发现的微观蛋白质球块进行了研究，发现其中一些从几乎像蜂蜜一样的物质转变为像硬糖一样的固体。这些神秘的液滴被称为生物分子凝聚物，当它们携带较高比例的蛋白质α-突触核蛋白时会固化，科学家在《科学进展》上报告称。α-突触核蛋白的聚集物常见于帕金森病患者的脑细胞中，帕金森病是一种神经退行性脑疾病。
由罗格斯大学新布伦瑞克校区的科学家领导的国际研究合作小组对人类细胞中发现的微观蛋白质球块进行了研究，发现其中一些从几乎像蜂蜜一样的物质转变为像硬糖一样的固体。
这些神秘的液滴被称为生物分子凝聚物，当它们携带较高比例的蛋白质α-突触核蛋白时会固化，科学家在科学进展上报告称。α-突触核蛋白的聚集物常见于帕金森病患者的脑细胞中，这是一种神经退行性脑疾病。
科学家们表示，他们的发现标志着首次成功测量活细胞中凝聚物动态的努力，并强调了研究生物分子凝聚物机械性质的重要性，这与广泛的生物功能和疾病相关。
“通过测量这些凝聚物在活体系统中如何从液体变为固体，我们可以更好地理解帕金森病等疾病是如何发展的。”罗格斯大学文理学院化学与化学生物学系的助理教授兼该研究的资深作者施征表示。
在过去的15年里，科学家们采用先进技术详细观察了没有膜边界的生物分子凝聚物。他们将其视为理解细胞生物学和疾病起源的重要组成部分。
罗格斯大学的科学家们将重点放在这些微观蛋白质球块上，希望能探索新的细胞机制。
“我们的研究使我们能够识别触发这些凝聚物从液体向固体转变的因素，”施征说，他还是新泽西罗格斯癌症研究所癌症药理学项目的成员。
在帕金森患者中，产生多巴胺的脑细胞——这种脑化学物质对运动控制至关重要——会死亡。随着时间的推移，疾病不断进展，症状随着更多神经元的丧失而加重。
α-突触核蛋白在帕金森病中起着关键作用，因为该蛋白错误折叠并聚集，形成称为路易小体的病理形态，对神经元有毒。
为了获得他们的发现，科学家们开发了一套工具，以克服先前仅允许在试管中进行测量的限制。
“这令人兴奋，因为我们的技术首次允许在活细胞中直接、定量地测量凝聚物的物质特性，”化学与化学生物学系的博士生、该研究的第一作者王欢说。“这是一项技术飞跃，为研究蛋白质凝聚物开辟了新的途径。”
关键是开发出与生物分子凝聚物本身一样微小的工具，可以探测这些小球，而不破坏承载这些凝聚物的细胞。
研究人员创建了微观移液器，称为微移液器，以准确测量小体积的液体。该技术利用了毛细效应，这是一种物理现象，其中液体在狭窄空间（如细玻璃管）中自发上升或下降。
科学家们小心地将微移液器插入凝聚物中，刺破它们，抽取内部的液体或固体材料。通过控制压力并观察凝聚物在微移液器内如何变形和流动，科学家们测量了诸如粘度（液体有多稠）和表面张力（液体如何保持在一起）等重要特性。
研究人员表示，他们的目标是继续测量并更好地理解活细胞中凝聚物的特性及其对疾病的影响。
“这为对神经退行性疾病早期阶段及其治疗的研究开辟了新的途径。”施征表示。
参与该研究的罗格斯大学其他科学家包括：杰恩·鲍姆，杰出教授，孟颖·邓，博士后研究员，乔丹·艾略特，博士生，他们均来自化学与化学生物学系；来自新泽西罗格斯罗伯特·伍德·约翰逊医学院儿童健康研究所的教授庞志平和客座研究员苏晓；以及来自先进生物技术与医学中心的助理教授康纳·麦克伦纳汉。
