Məlumat

Prionlar baxımından, PRPC-dən başqa digər zülalların səhv qatlana bilməsi ehtimalı var.

Prionlar baxımından, PRPC-dən başqa digər zülalların səhv qatlana bilməsi ehtimalı var.


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Tədqiqatdan belə görünür ki, PRPC bütün Prion ilə əlaqəli xəstəliklərin səbəbidir. Çox sağ ol


PrP-dən başqa bir çox prion var; tez-tez faydalıdır, məsələn. bu hallar üçün vikipediya oxuyun.

Məsələn, PrP ilə homolog olmayan bir çox maya prionları var https://en.wikipedia.org/wiki/Fungal_prion.

Ancaq hətta insanlarda amiloidləri əmələ gətirən və kanonik zülal olmasalar da, "priona bənzər" olaraq xarakterizə edilən bir sıra digər zülallar var: https://en.wikipedia.org/wiki/Prion#In_other_diseases


Məməli prionları və onların neyrodegenerativ xəstəliklərdə daha geniş əhəmiyyəti

Prionlar, ömür boyu davam edə biləcək səssiz inkubasiya dövrlərindən sonra daim ölümcül beyin xəstəliklərinə səbəb olan bədnam yalnız proteinli yoluxucu agentlərdir. Bu xəstəliklər kortəbii, infeksiya yolu ilə yarana və ya irsi ola bilər. Maraqlıdır ki, prionlar məlumatı kodlayan, neyrotoksiklik yaradan və təkamülləşən və uyğunlaşan səhv qatlanmış hüceyrə zülalının öz-özünə yayılan birləşmələrindən ibarətdir. in vivo. Alzheimer xəstəliyi və beyində səhv qatlanmış zülalların yığılması ilə bağlı digər neyrodegenerativ şərtlərlə paralellər aparılsa da, indi prion analogiyalarının faydalılığı və məhdudiyyətləri və onların etioloji və terapevtik əhəmiyyəti ilə bağlı məlumatlar verilir.


Prion patogenezi, diaqnostika və terapiya: biz harada dayanırıq?

Transmissiv süngərvari ensefalopatiyalar (TSEs) kimi də tanınan prion xəstəlikləri, ev sahibi növlərin geniş spektrini təsir edən və genetik, yoluxucu və ya sporadik mexanizmlər vasitəsilə yaranan həmişə ölümcül neyrodegenerativ xəstəliklərdir (Cədvəl ​ (Cədvəl 1). 1). İnsanlarda, prion xəstəlikləri olan bir nonconservative bakterioloji xətt mutasiya var yoluxucu ötürülməsi rejimi (variant Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi & # x0005bvCJD & # x0005d, yatrogen CJD, Kuru) ötürülməsi irsi rejimi nəticəsində PRNP gen açıq oxu çərçivəsi (ailə CJD, Gerstmann-Sträussler-Scheinker Sindromu, Ölümcül Ailə Yuxusuzluğu) (1, 2) və hələ nə müəyyən edilmiş, nə də başa düşülməmiş ötürülmə üsulları (sporadik CJD [sCJ5dx0). İnsan prion xəstəliyi formalarının hər biri ilə əlaqəli klinik simptomlar kəskin şəkildə dəyişir (2).

Cədvəl 1

İnsan və heyvanların prion xəstəliklərinin spektri

Prion biologiyasına tətbiq edilən nomenklatura mürəkkəb və qeyri-mütəxəssislər üçün çaşdırıcı olmaqda davam edir. Burada əlaqəli struktur xüsusiyyətləri nəzərdə tutmadan prion xəstəliklərinin törədicisini ifadə etmək üçün “prion” terminindən istifadə edirik. Biz TSE-nin əksər formalarından təsirlənən fərdlərdə toplanan host tərəfindən kodlanmış hüceyrə prion zülalının (PrP C) xəstəliyə spesifik izoformu olan xəstəliklə əlaqəli prion zülalına (PrP Sc) istinad edirik (Şəkil ​ (Şəkil 1)). 1 ) (3). PrP Sc klassik olaraq qismən proteaza davamlı, yığılmış PrP kimi müəyyən edilsə də, bu yaxınlarda göstərilmişdir ki, PrP C xas proteaz müqavimətinin xüsusiyyətlərini verməyən xəstəliklərlə əlaqəli struktur dəyişikliklərinə məruz qala bilər (4). Bunu nəzərə alaraq, PrP Sc-nin proteaz müqavimətinin xüsusiyyətlərindən çox, xəstəliklə əlaqəli struktur dəyişiklikləri əsasında müəyyən edilməsi məsləhət görülür.

PrP C-dən PrP Sc-yə çevrilmə modelləri. (A) Heterodimer modeli təklif edir ki, müvafiq host hüceyrəyə yoluxduqda, daxil olan PrP Sc (narıncı) substrat kimi PrP C (mavi) və ya qismən açılmış aralıqdan istifadə edərək katalitik şəlaləni işə salaraq PrP C konformasiyalarında stoxastik dalğalanmalardan yaranır və onu çevirir. yeni β-sheet–zəngin zülala çevrilərək konformasiya dəyişikliyi ilə. Yeni əmələ gələn PrP Sc (yaşıl-narıncı) öz növbəsində yeni PrP C molekullarını çevirəcək. (B) Katalitik olmayan nüvəli polimerləşmə modeli təklif edir ki, PrP C-nin PrP Sc-yə konformasiya dəyişikliyi termodinamik olaraq idarə olunur: PrP C-nin PrP Sc-yə çevrilməsi geri dönən bir prosesdir, lakin tarazlıqda PrP C-nin konformasiyasını güclü şəkildə dəstəkləyir. Konvertasiya edilmiş PrP Sc yalnız fibriləbənzər toxum və ya PrP Sc aqreqatına əlavə edildikdə müəyyən edilir. Bir toxum mövcud olduqda, daha çox monomer əlavəsi sürətlənir.

Prion xəstəlikləri konseptual olaraq yenidir, Creutzfeldt-Jakob xəstəliyinin ilk halları səkkiz onilliklər əvvəl təsvir edilmişdir (5, 6), lakin prion infeksiyasının yalnız zülal nəzəriyyəsi ilk olaraq 1967-ci ildə tərtib edilmişdir (7) və daha sonra təkmilləşdirilmiş və "x0201cprion" termini #x0201d 1982-ci ildə hazırlanmışdır (8). Prion agentinin dəqiq fiziki təbiəti hələ də sıx elmi mübahisə mövzusudur. PrP Sc yoluxucu agentlə uyğun ola bilər və ya olmaya bilər. İnfeksion bölmənin əsasən və ya müstəsna olaraq aşağıdakılardan ibarət olub-olmadığı rəsmi şəkildə sübuta yetirilməlidir: (a) PrP Sc alt növü (b) PrP-nin aralıq forması (PrP*) (9) (c) digər ana mənşəli zülallar (10) ) və ya (d) qeyri-protein birləşmələr (buraya qlikozaminoqlikanlar və bəlkə də nuklein turşuları daxil ola bilər) (11). Buna görə də prion fərziyyəsinin bütünlüklə doğru olub-olmadığını hələ də bilmirik.

Hər hansı digər xəstəlikdə olduğu kimi, patogenezin hərtərəfli mexaniki anlayışı həssas proqnozlaşdırıcı diaqnostika və effektiv terapevtik rejimlər hazırlamaq üçün ən yaxşı təməldir.

Bu məqalənin məqsədi prion elminin müasir vəziyyətinin bəzi aspektlərini və onların prion diaqnostikasına təsirini, ilk növbədə periferik prion xəstəliyi ilə bağlı müzakirə etməkdir. Hazırda prion xəstəliyinin qurbanlarına heç bir səbəb-nəticə müalicəsi təklif edilə bilməz. Bununla belə, biz təsirli çoxlu terapevtik yanaşmaların ortaya çıxmasının şahidi oluruq, onlardan bəziləri, şübhəsiz ki, etibarlılığı üçün sınaqdan keçirilməyə layiqdir.


Prionlar Əbədidir

55 yaşlı holland qadının beyni, deyəsən, düzgün işləyirdi. Onun yaddaşı və konsentrasiyası zəifləyirdi. O, baş ağrısı çəkməyə və orada olanları eşitməyə və görməyə başladı. Danışmaqda çətinlik çəkdi, sonra lal oldu. O, Parkinson xəstəliyinin əlamətlərini inkişaf etdirdi.

Elm adamları nəyin olması ilə maraqlanırdılar. Onun beynini dondurmaq əvəzinə, onu zülallardakı amin turşularını birləşdirən kimyəvi qoruyucu formaldehiddə &ndash, &ldqufiks&rdquo -- üç uzun gün ərzində batırdılar. İncə dilimləyib parafinə qoydular. Mikroskop altında toxumanı araşdırdıqdan və rəy formalaşdırdıqdan sonra slaydları yerə qoydular və bir neçə il otaq temperaturunda oturdular.

İkinci qrup elm adamları slaydları əldə etdilər və konservləşdirilmiş, qurudulmuş toxumaların bir hissəsini çıxardılar. Onu seyreltdilər və məhlulu siçanlara vurdular. Təəccüblüdür ki, bu şəkildə vurulan səkkiz siçandan dördü qadının xəstəliyinin əlamətlərini inkişaf etdirdi, hər hansı bir patogeni öldürmək üçün kifayət etməli olan qəddar bir emal rejiminə baxmayaraq.

Etibarlılığı artıran biokimyəvi dözümlülüyün bu fevral ayında dərc edilmiş ən son nümunəsi bir neçə həftə əvvəl diqqətimi çəkdi. Prionların zəhmli gücünü vurğulayır.

Yoluxucu zülallar

Prion xəstəliyə səbəb olan səhv qatlanmış zülaldır. Necə səhv qatlandığından asılı olaraq, prion da yoluxucu ola bilər və çox vaxt olur.

Qəribədir ki, birindən başqa bütün məlum prion xəstəlikləri a subay məməli zülalı, bir qədər çaşqınlıqla adlandırılan &ldquoprion protein&rdquo. Bu zülal, sağlam, düzgün qatlanmış vəziyyətdə, əhəmiyyətsiz olmasa da, nisbətən əhəmiyyətsizdir. Onun tam itkisi əlbəttə ki, fəlakətli deyil.

Ancaq təbiətin çox bədbəxt bir qəzasında, bu zülal qırıldıqda fövqəladə bir problem yaradır. 34 məlum üsuldan birində mutasiyaya uğradıqda və ya səhv qatlandıqda, priona uyğun olur. Prion normal prion zülalına çevrildikdə, prion zülalının forması xəstə formaya metamorfoza çevrilir. Zombi kimi, indi o da daha çox prion yarada bilər.

Bu, ən azı, bu ideyaya görə 1997-ci ildə Tibb üzrə Nobel Mükafatını qazanan bioloq Stanley Prusiner tərəfindən irəli sürülən prion fərziyyəsidir. Sonrakı zəncirvari reaksiya normal prion zülallarının prionlara amansız çevrilməsinə səbəb olur. Bir çox prion xəstəliklərində prionun forması da onları amiloid adlanan liflərə polimerləşməyə sövq edir (səhv və çaşqın şəkildə 19-cu əsrdə nişastaların adı ilə adlandırılmışdır, çünki erkən sınaqlar onları ayırd etməkdə çətinlik çəkirdi, lakin əslində nişastalarla heç bir əlaqəsi yoxdur).

Amiloid lifləri hüceyrələrdən kənarda toplanır, burada beyin toxumasında isveçrə pendirinə bənzər bir vəziyyətə səbəb olan deşiklər vura bilər (bu, şübhəsiz ki, onların köməyi ilə və ya olmadan baş verir). Və ya prion xəstəliklərində müşahidə olunan sinir degenerasiyası və beyin atrofiyasını yaradan başqa bir şəkildə zəhərli ola bilərlər. Variant Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi vəziyyətində (bu yazının yuxarısında görünür), amiloid lövhələrinin fibrilləri mərkəzi nöqtədən şüalanır və onlara qəbirlər görünüşünü verir.

Prion zülalı, hələ bilinməyən səbəblərə görə, məməlilər arasında olduqca oxşar quruluşa malikdir və bu, ona növlərarası fitnələrə pasport verir. Məşhur prion xəstəliklərinə dəli dana xəstəliyi (yəni iribuynuzlu süngər ensefalopatiyası, iribuynuzlu heyvanlara prion xəstəliyindən ölmüş qoyunların yemi verildikdə yoluxmuşdur. Scrapie qeyd edin ki, mal-qara vegetariandır) kuru (ölmüş qohumlarının beynini ritual olaraq yeyən insanlar tərəfindən pis şəkildə yoluxmuşdur) Papua Yeni Qvineyada) və variant Creutzfeldt-Jakob Xəstəliyi (Dəli İnəklə yoluxmuş mal əti yeyən insanlar tərəfindən əldə edilir).

Prion xəstəlikləri universal olaraq qorxuludur, çünki onlar eyni dərəcədə öldürücüdür. Semptomlar göründükdən sonra, Hollandiyalı qadının yaşadığı simptomlara əlavə olaraq, nəzarətsiz süzülmə, koordinasiya olunmamış hərəkət və konvulsiyalar daxil ola bilən nisbətən sürətli tam sistemin bağlanmasına səbəb olur. Getmək heç də gözəl yol deyil və gedəcəksən.

Paslanmayan polad vektor

Təəssüf ki, bu dəhşətli, hətta qeyri-mümkün olsa da, taleyindən qaçınmaq sizin üzərində çox az nəzarətiniz olan bir şeydir.

Prion xəstəlikləri ən çox valideyndən səhv prion protein geninin miras qalması, prionla çirklənmiş qidaların qəbulu və ya prionla çirklənmiş donor toxuma və ya orqanlarının qəbulu nəticəsində əldə edilir.

Lakin prionların ağlını başından alan dözümlülük güclərindən qaynaqlanan son narahatedici ötürülmə ehtimalı var.

Bu səlahiyyətlər kifayət qədərdir. Bir hesaba görə, prionlar zülal parçalayan fermentlər tərəfindən həzm olunmağa müqavimət göstərir, qurutma və ya kimyəvi maddələrlə sabitləndikdə illərlə yoluxucu qala bilir, 200°C istiyə 1-2 saat dözə bilir və bir neçə dəqiqə ərzində paslanmayan poladdan yapışdırılır. Oh, onlar da ionlaşdırıcı şüalanmaya davamlıdırlar.

Niyə var prionları öldürmək çox çətindir (əgər öldürmək hətta pis protein mem üçün düzgün sözdürsə)?

Heç kim dəqiq bilmir. Mütəxəssislərdən biri belə bir fərziyyə irəli sürdü ki, bizim dekontaminasiya üsullarımız həmişə bütün canlı canlıların malik olduğu DNT və RNT və ndash molekullarını hədəf aldığı üçün -- onlar dizayn baxımından zülallar üzərində o qədər də təsirli deyillər.

Prionların quruluşu da onlara fövqəltəbii sağ qalma gücləri verə bilər. Prion zülalının cəmi 3%-i ümumi qat olan beta təbəqələrdən ibarətdir. Lakin prionun 43%-i belə qatlanmışdır. Belə əhəmiyyətli bir faiz zülalın deqradasiyaya qarşı çox davamlı olmasına səbəb olur. Prionların zəncirlə əlaqəli amiloid lifinə yığılması da onları hücumdan qoruya bilər.

Səbəbi nə olursa olsun, prionlar, yumşaq desək, yaxşı sağ qalanlardır. Və buna görə də ola bilər ki, neyrocərrahiyyə avadanlıqları standart sterilizasiyadan keçdikdən sonra belə yoluxucu qala bilər.

Ən azı 2 prion xəstəliyi halına implantasiya edilmiş dərinlik elektrodları əvvəllər Creutzfeldt-Jakob xəstəsi olan bir xəstədə istifadə edilmiş, lakin benzol ilə &ldquoadekvat&rdquo təmizlənmiş və 70% spirt və formaldehid ilə dezinfeksiya edilmiş və implantasiyadan əvvəl 2 il istifadə edilməmiş vəziyyətdə qalan insanlar tərəfindən yoluxmuşdur. Ən azı doqquz digər kortəbii Creutzfeldt-Jakob hadisəsinin qeyri-adekvat sterilizasiya olunmuş tibbi avadanlıqdan yoluxduğu görünür.

Prionları tibbi avadanlıqdan çıxarmaq üçün əslində tələb olunan şey ən yaxşı halda dağıdıcı, ən pis halda isə ədviyyatlı kimi təsvir edilə bilər və adətən çoxlu miqdarda natrium hidroksid və ya ağartıcı (paslanmayan poladda çox çətin olan), istilik və təzyiq ehtiva edir, lakin hətta bunlar işin görülməsi üçün tədbirlər 100% əmin deyil. Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı hər hansı şübhəli çirklənmiş avadanlığın tamamilə atılmasını tövsiyə edir.

Standart sterilizasiya qaydaları var şübhəli cərrahi ötürmə hallarının əksəriyyəti baş verdiyi üçün yaxşılaşmışdır. Və ürəkdən vurğulamaq lazımdır ki, cərrahi prion ötürülməsi ilə bağlı güclü şübhəli və ya təsdiqlənmiş halların sayı azdır.

Lakin prion xəstəliklərinin inkubasiya dövrü onilliklər ola bildiyi üçün prion xəstəlikləri olan xəstələr əməliyyat zamanı həmişə xəstə olduqlarını bilmirlər və xəstəxanalar hələ də prionlar üçün tövsiyə olunan həddindən artıq sterilizasiya protokollarından müntəzəm istifadə etmirlər, risk qalmaqdadır. İllər ərzində bir çox insan bu qədər məruz qaldı, narahatedici bir hadisə Elmi amerikalı redaktor Phil Yam təxminən bir neçə il əvvəl yazmışdı.

Prionlar düşündüyümüzdən daha çox yayılmışdır?

Prionların davamlı yoluxucu gücü tək başına narahatedicidir, lakin bəzi elm adamları daha qorxulu bir şeydən şübhələnməyə başlayırlar.

Prionların aqreqatları amiloidləri əmələ gətirir. Lakin amiloidlər də amiloid-beta, tau və alfa-sinuklein adlanan zülallardan əmələ gəlir. Bu adları tanıya bilərsiniz. Bu zülalların amiloidlərdə - lövhələr, dolaşıqlar və Lewy cisimləri kimi yığılması Alzheimer və Parkinson xəstəliklərinin əlamətdar göstəriciləri və bəlkə də səbəbləridir. Prionlar kimi bu amiloidlər cərrahi alətlərə &ldquolike yapışqan&rdquo yapışır və standart sterilizasiya prosedurlarından sağ çıxır. Onların da "öldürülməsi" olduqca çətindir.

Belə amiloidləri prion hesab etməkdən saxlayan yeganə şey yoluxuculuqdur. Ancaq bu yaxınlarda, ən azı bir elm adamı qrupu, bu xəstəlikləri olan xəstələrdən olan amiloidlərin yoluxucu ola biləcəyinə dair qeyri-müəyyən, mübahisəli və mədə bulanmasına dair sübutlar tapdı. Birdən Alzheimer rsquos cərrahi avadanlıqla ötürülə bilərmi? Prion xəstəlikləri nadirdir. Alzheimer və Parkinson deyil.

Dəhşətli nəticələri nəzərə alaraq, xərclərə və səylərə baxmayaraq, düşünürəm ki, cərrahların bu ehtimalı çox ciddi qəbul etmələrinin vaxtı çatıb. Prionların mənə göstərdiyi bir şey varsa, o da sən etməli olduğundur heç vaxt planetdəki ən pis protein polimerlərinin imkanlarını qiymətləndirməyin.

Race, Brent, Katie Williams, Andrew G. Hughson, Casper Jansen, Piero Parchi, Annemieke JM Rozemuller və Bruce Chesebro. "Y226X və G131V prion zülal mutasiyaları ilə əlaqəli ailə insan prion xəstəlikləri insan prion zülalını ifadə edən transgen siçanlara ötürülür.". Neyropatoloji akta rabitə 6, yox. 1 (2018): 13.

İfadə olunan fikirlər müəllif(lər)in fikirləridir və Scientific American-a aid deyil.

Müəllif(lər) HAQQINDA

Cennifer Frazer, AAAS Elm Jurnalistikası Mükafatı qazanan elm yazıçısı, The Artful Amoeba bloqunun müəllifi Elmi amerikalı. Biologiya, bitki patologiyası və elm yazısı üzrə dərəcələrə malikdir.


4-cü hissə: Prionlar: Genetik Müxtəlifliyin Zülal Elementləri

00:07.1 Salam, mən Susan Lindquistəm.
00:09.1 Mən MIT-də Whitehead İnstitutundayam
00:11.2 və Howard Hughes Tibb İnstitutunun üzvü.
00:14.1 Mən sizə zülal qatlanması haqqında danışmaq üçün buradayam
00:16.3 təkamül yeniliyinin güclü sürücüsü kimi.
00:20.0 Keçən dəfə sizinlə Hsp90 haqqında danışdım
00:23.1 və onun zülal qatlanmasına təsir göstərmə yolları
00:26.1 və genetik variasiyanın təzahürü
00:28.1 çox güclü üsullarla.
00:30.1 Bu gün sizə danışacağam
00:32.1 zülalın qatlanmasının çox fərqli bir yolu
00:34.1 genetik dəyişkənliyin təzahürünə təsir göstərə bilər
00:36.1 və hər cür yeni xüsusiyyətlərin yaranmasına səbəb olur.
00:40.1 Və bu prionlar.
00:42.3 Beləliklə, maraqlı bir hekayədir
00:45.0 Yeni Qvineyada bir yerdə başlayır
00:49.1 və Kembric, Massaçusetsə keçəcək.
00:52.1 Beləliklə, protein qatlanması problemi,
00:55.2 sizinlə danışacağım bütün bunları idarə edən,
00:58.1 sadəcə olaraq zülallar kimi başlayır
01:01.2 amin turşularının uzun xətti sətirləri
01:03.1 və onlar bu kimi çox mürəkkəb formalara qatlanmalıdırlar
01:06.1 işləmək üçün,
01:07.2 və onlar bunu dəli mühitdə edirlər.
01:09.2 Hüceyrənin bu həqiqətən izdihamlı mühitində bunu edirlər
01:12.2 zülalların hər zaman bir-birinə çırpıldığı və bir-birinə çarpdığı yer.
01:16.1 Prionlar haqqında hekayə, qeyd etdiyim kimi,
01:18.1 Yeni Qvineyada başlayır,
01:21.1 və burada bir qəbilə var idi
01:25.1 çox sayda insan ölürdü
01:26.3 çox qəribə, dəhşətli neyrodegenerativ xəstəlik,
01:29.3 və Carleton Gajdusek bunun olduğunu öyrəndi
01:33.1 əslində yoluxucu agentə görə.
01:36.3 Və Stan Prusiner
01:40.0 - və bir çox başqa müstəntiqlər buna töhfə veriblər,
01:42.2 Deməliyəm ki,
01:44.1 amma bu uşaqlar çox, çox, çox vacib idi,
01:46.2 sahədə əsas --
Bu xəstəliyin 01:48.2 olduğu təsbit edildi
01:53.1 zülal qatlanmasından qaynaqlandı.
01:55.1 İndi zülalın qatlanması problemi
01:57.2 yoluxucu element yaratmaq
01:59.1 həqiqətən çox heyrətamiz bir şey idi,
02:00.3 və bu o demək idi ki, zülallar qıvrımlarını dəyişdikdə,
02:03.1 genetik təzahürlərə malik ola bilər.
02:06.3 xəstəlik agentləri adətən
02:09.0 DNT-ni özləri ilə aparan agentlər,
02:11.1 belə ki, bu, olduqca bir vəhy idi.
02:13.1 Ancaq sizinlə danışmaq istədiyim şey
02:16.1 belə prionlar haqqında düşünür.
02:20.1 Çünki prionların xəstəlik törədicisi kimi hekayəsi
02:23.3 çox qeyri-adi və gözəl və heyrətamizdir.
02:27.1 Bir növ üstünlük təşkil edir və təbii olaraq belədir,
02:31.0 prion biologiyası anlayışı.
02:34.0 Amma məncə, prionlar haqqında düşünməliyik
02:37.2 bu məxluq kimi,
02:39.1 və bəzi baqajdan qurtulmağın vaxtı gəldi,
02:42.1 çünki prionların əslində belə olduğuna inanıram
02:45.1 heyrətamiz protein əsaslı genetik elementlər
02:48.1 hər cür həqiqətən gözəl şeylər edə bilər
Bioloji sistemlərdə 02:50.3.
02:52.2 Mən də düşünürəm ki, biz ancaq
02:55.0 aysberqin ən ucunda
02:57.1.
02:59.2 Beləliklə, prionlarla bağlı bəzi gözəl şeylər bunlardır
03:01.2 haqqında sizə danışmaq istəyirəm.
03:04.2 Prionlar irsiyyət mexanizmini təşkil edir
03:07.2 zülal əsaslı xüsusiyyət.
03:09.2 Biz onların 50-dən çoxunu mayada tapdıq,
03:12.0 biz və digər insanlar bu barədə məlumat vermişik.
03:14.1 Onlardan 25-i hələ dərc olunmayıb,
03:15.3 lakin onların çoxu var.
03:19.0 Onlarla,
03:22.2 hər cür yeni xüsusiyyətlərin heyrətləndirici müxtəlifliyi.
03:25.0 Onlar orqanizmlərə, maya orqanizminə, heç olmasa, baxdığımız,
Dəyişən mühitlərdə sağ qalmaq üçün 03:30.3.
03:33.2 Onlara sürətli marşrut təmin edirlər
03:36.1 mürəkkəbliyin təkamülü
03:38.2 və onlar geri dönən xüsusiyyətlərdir,
03:41.3 orqanizm bu xüsusiyyətləri əldə edə bilsin
03:44.0 və onları itirə bilərlər.
03:46.2 Onlar çox mürəkkəb formadadırlar
03:50.1 yaşamaq üçün mərc hedcinq strategiyası.
03:53.1 Və onlar bioloji yaddaş sistemi yaradırlar,
03:56.1 olan zülal qatlanmasının dəyişməsi
03:58.2 özünü əbədiləşdirir
04:01.1 və zülal qatlanmasında öz-özünə davam edən dəyişiklik
04:04.1 zülalın funksiyasını dəyişdirir,
04:06.1 və bu, həm də yeni fenotiplər yarada bilər
04:09.3 və o, əslində bir növ bioloji yaddaş kimi xidmət edir,
04:12.1 bu barədə düşünəndə,
04:14.1 və indi dəlil var
04:16.1 ki, bu, həqiqətən sinapsların uclarında baş verir
04:18.2 beynimizdə
04:20.1 və uzunmüddətli saxlamağa kömək edir
04:22.2 sinaptik əlaqələr.
04:25.1 Həmçinin, laboratoriyamda tapdıq
04:28.0 prionların aktivləşdirə biləcəyinə dair sübut
04:32.1 mürəkkəb bioloji sistemlərdə və icmalarda həyat,
04:35.2 orqanizmlərin bir-biri ilə əlaqə qurması üçün müxtəlif yollar yaratmaq.
04:39.1 Beləliklə, sizə verməyə çalışacağam
04:41.3 bu çox mürəkkəb və zəngin bir baxış
04:44.1 və gözəl mövzu.
04:46.3 Və mən prionların əmələ gəlməsi ilə bitirəcəyəm, həqiqətən,
04:52.1 Lamark təkamülünün son nümunəsi,
04:55.1 hansı orqanizmlər irsi yeni xüsusiyyət əldə edə bilər
05:00.1 ki, onlar nəsildən-nəslə ötürürlər
05:03.1 yeni mühitə məruz qalaraq.
05:09.2 Beləliklə, prion hekayəsi
05:12.1 bu iki maya ştammıyla başlayır,
05:19.2 qırmızıya qarşı ağa,
05:21.2 və belə çıxır ki, bu orqanizmlər
05:29.0 çox qəribə bir genetik davranışa sahibdir.
05:31.1 Brian Cox bunun üzərində çox gözəl iş gördü
05:34.3 illər əvvəl,
05:36.1 və bir çox insan düşündü ki, bu həqiqətən qəribə bir şeydir,
05:38.2 niyə bunun üzərində işləyir?
05:40.2, lakin onun ilk işi həqiqətən təməl qoydu
Bütün bunlar üçün 05:42.3,
05:44.3 Bu gün sizinlə danışacağım hər şey.
05:46.2 Onun tapdığı şey qırmızı ştam idi
05:49.3 həqiqətən çox stabil idi və siz onu kənara çıxara bilərsiniz
05:52.2 və bu, daha çox qırmızı koloniyaların yaranmasına səbəb olacaq,
05:54.1 və hərdən bir dəfə ağarardılar.
05:56.2 Və ağ gərginliyi çıxara bilərsiniz
05:58.2 və onlar çox sabit idi,
06:00.2 çox irsi xüsusiyyət,
06:02.3 və arada bir qırmızı olurlar,
06:04.3 və geri və dəyər.
06:06.3 Beləliklə, bu, metastabil miras idi.
06:09.1 Brianın da öyrəndiyi budur
06:12.2 qırmızı hüceyrələri ağ hüceyrələrlə cütləşdirdiyiniz zaman
06:14.2 və sonra siz sporulasiya etdiniz və genetik nəsli çıxardınız,
06:19.0 adətən gözlədiyiniz,
06:21.0 əgər bu əlamətlər DNT-dəki dəyişikliklərlə əlaqədardırsa,
06:24.0 qırmızı və ağ hüceyrələr arasındakı fərq
06:26.1 DNT-dəki dəyişikliklərlə əlaqədar idi,
06:27.3 ki, nəslin yarısı indi qırmızı olacaq
06:30.1 və nəslin yarısı indi ağ olacaq,
06:31.3 kimi DNT-nin həmin parçaları sonrakı nəsillərdə reassorte edildi.
06:36.0 Və onlar deyildi.
06:37.2 Bütün hüceyrələr, bütün nəsillər ağ idi.
06:39.1 Beləliklə, qəribə bir miras.
06:41.3 Brian da bu rəng dəyişikliyinin fərqinə vardı
06:46.3 tərcümədə dəyişikliklə əlaqədar idi,
06:49.1 messencer RNT-lərin zülallara deşifrə edilməsi yolu,
06:52.2 tərcümənin dayandırılması qüsurunun olduğunu,
06:55.1 və hüceyrələr qırmızıdan ağa keçdi
06:58.1 ribosom oxunuşunda dəyişiklik səbəbindən
dayanma kodonlarının 07:01.3.
07:04.2 Və bu, burada bu proteinlə əlaqəli idi,
Bu sadə cizgi filmində 07:07.1.
07:09.3 Bu, tərcümənin dayandırılmasında iştirak edən bir zülaldır,
07:13.2 və burada zülalın yalnız bu hissəsi var
07:16.1 bu, əslində tərcümənin dayandırılması fəaliyyəti üçün tələb olunur.
07:20.2 Bu, çox vacib amildir.
07:22.1 O, ribosomlara dayanma kodonuna toxunduqda dayanmalarını bildirir.
07:26.1 Ona bu iki qəribə domen əlavə olunur,
07:28.3 N-terminal domeni adlanır
07:30.1 və orta sahə,
07:32.1 çox qeyri-adi bir növü var
07:35.1 amin turşusu tərkibi.
07:36.3 Və irsiyyətin bu xüsusiyyətləri aşkar edildi
07:39.3 həqiqətən bundan asılı idi.
07:43.1 yəni mirasın qəribə xüsusiyyətləri
07:44.3 zülalın həmin bölgəsindən asılı idi.
07:47.2 İndi bu hekayəyə Yuri Çernoff daxil olur
07:51.1, çünki o, axtarırdı.
07:54.1 genetik davranışın bu qəribə modelini nə idarə edə bilər?
07:58.1 Bu, bizim adətən düşündüyümüz genetika kimi deyil
08:03.0 DNT-dəki dəyişikliklər tərəfindən idarə olunur.
08:05.2 O, Sue Liebmanın laboratoriyası ilə işləyirdi,
08:08.1 və o, üçün bir ekran etdi
08:11.2 maya genomunda faktorlar
08:13.2 bu miras nümunəsini dəyişdirə və ya təsir edə bilər.
08:19.1 Və onun tapdığı şey Hsp104 idi.
08:23.2 Bəs bu nə demək idi?
08:25.2 Yaxşı, o zaman Yuridən mənə zəng gəldi,
08:29.2, çünki o bilirdi ki, mənim Hsp104 üzərində işləyirəm.
08:34.3 Laboratoriyam onun hüceyrələri xilas etdiyini göstərdi
08:37.2 yüksək temperaturdan ölüm,
08:39.1 və o, mənim hər hansı bir cəhəti bildiyimlə maraqlanırdı
08:43.3 necə işlədiyini.
08:45.2 Mən də etdim, Hsp104-ün necə işlədiyini bilirdim,
08:51.0 amma heç kim etmədi,
08:52.3 və bunun səbəbi ona görə idi
08:54.2 məqaləmizi dərc edə bilmədik.
08:56.0 Hsp104 qeyri-adi bir şey etdi
08:58.0 və bu, insanlar üçün çox çətin idi
09:01.2 etdiklərini qəbul etmək.
09:03.2 Beləliklə, Hsp104 nə edir?
09:05.1 Yeri gəlmişkən, bunlar çoxlu, çoxlu, çoxlu insanlardır
09:08.1 bu hekayəyə töhfə verən
09:10.2 bu tərcümənin dayandırılması faktorunun bu müxtəlif hissələrini anlamağa çalışırıq
09:14.2 və hansıların genetik davranışa töhfə verdiyi.
09:18.1 Beləliklə, Hsp104 nə edir?
09:22.2 Hsp104 böyük rol oynayır
09:25.1 induksiya edilmiş termotolerantlıq deyilən bir şeydə.
09:27.2 Əvvəlki mühazirələrimin birində bu barədə qısaca danışdım.
09:30.2 Orqanizmlər mülayim istilik temperaturlarına məruz qaldıqda,
09:34.1 yeni zülallar əmələ gətirirlər
09:36.0 istilik şoku zülalları adlanır,
09:37.2 və həmin zülallar onları xilas etməyə kömək edir
09:39.3 yüksək temperaturda zülalın yanlış qatlanması nəticəsində yaranan ölümdən.
09:43.2 Burada bir təcrübə var
09:46.1 hüceyrələr eyni istilik müalicələrinə məruz qalıb,
09:48.3, lakin bir halda hüceyrələrdə Hsp104 var
09:51.3 və digər halda hüceyrələrdə Hsp104 yoxdur.
09:54.2 Bu, onların yaşamaq qabiliyyətinə böyük təsir edir,
09:58.0 və bunun onların yaşamaq qabiliyyətində fərq yaratması
10:01.2 odur ki, zülal aqreqatlarını ayırır.
10:03.1 Beləliklə, zülal aqreqatları nədir?
10:08.1 Bunlar yaxşı qatlanmış zülallardır.
10:10.3 Hamınız istiliyin təsirlərini görmüsünüz
Bu yaxşı qatlanmış zülallarda 10:12.3.
10:14.3 Zülalların yığılmasına səbəb olur.
10:16.2 İndi Hsp104 demək istəmirəm
10:20.2 o yumurtanı qovura bilər,
10:22.1, lakin bu cür birləşmənin bir qədəri
10:26.2 stresslərə cavab olaraq hüceyrələrdə baş verir,
10:28.3 və bu, onları öldürə bilər.
10:31.0 Hsp104 onları xilas edir
10:33.2-ni ayırmaqla.
10:35.2 Beləliklə, bu, bizi düşünməyə vadar etdi ki, bəlkə də,
10:38.1 Bu xüsusiyyətin irsiyyətində necə iştirak edə bilər?
10:40.2 Bəlkə də bu xüsusiyyətin irsi
10:43.2 müəyyən mənada ondan asılı idi
10:46.1 zülal aqreqasiya hadisələri?
10:48.1 Beləliklə, biz mövcud olan zülala baxdıq
10:52.1 bu xüsusiyyətə bağlıdır,
10:53.3 tərcümənin dayandırılması faktoru,
10:55.2 və onun mövcud olub olmadığını soruşdu
10:58.1 fərqli uyğunlaşma vəziyyəti
11:00.1 qırmızı hüceyrələrdə və ya ağ hüceyrələrdə.
11:01.3 Və şübhəsiz ki, qırmızı hüceyrələrdə
11:04.2 zülal həll olunan və funksional idi,
11:07.1 və ağ hüceyrələrdə protein idi
11:11.0 kiçik aqreqatlarda bağlanır.
11:12.0 Yeri gəlmişkən görə bilərsiniz.
11:13.3 bu kiçik aqreqatlar,
11:15.2 Onlar əslində miras alınırlar,
11:18.1 onlar ana hüceyrədən qız hüceyrəsinə ötürülür.
11:22.3 İndi, bu təcrübələrin ortasında olduğumuz zaman haqqında,
11:26.1 və biz hələ heç nə dərc etməmişdik
11:29.0 və biz hələ dərc edə bilməmişdik
11:33.1 hətta Hsp104-dəki hekayəmiz,
11:34.2 Baxmayaraq ki, biz həqiqətən gözəl bir kağız əldə etdik
11:36.2 və rəyçilərin təklifləri, uzunmüddətli perspektivdə,
11:39.1 həqiqətən daha yaxşı bir kağız hazırladı.
11:42.2 Biz bunun ortasında olarkən,
11:44.1 Reed Wickner tərəfindən bir kağız gəldi,
11:47.2 çox, çox ağıllı şərh idi
Bəzi genetik təcrübələrdən 11:52.0
11:54.0 miras qalan başqa bir amil üzrə
11:56.0 çox qəribə bir şəkildə,
11:57.2 miras qalmış və eyni növ genetik xüsusiyyətlərə malik idi
PSI elementinin malik olduğu 12:00.0,
12:02.2 ki, qırmızı/ağ element var idi.
12:05.2 Bu URE3 adlanırdı,
12:08.1 və o, bunun miras qaldığı yolu təklif etdi
12:12.3 bir növ səbəbiylə idi
12:14.3 priona bənzər bir fenomen,
12:16.2 zülal funksiyasında öz-özünə davam edən dəyişiklik.
12:21.3 Bunun məcmu olub-olmadığını bilmədən,
12:23.3 və ya zülalın fəaliyyətində dəyişiklik olub-olmaması,
12:27.0 və ya nə baş verirdi,
12:28.3, lakin o, bunun tətbiq oluna biləcəyini də təklif etdi.
12:32.0 bu priona bənzər mexanizm tətbiq oluna bilər
12:35.3 həmin qırmızı/ağ əlamətin mirasına.
12:39.3 Beləliklə, dediyim kimi, hər şey ola bilərdi,
12:42.3 o, öz modifikasiyasını kataliz edən bir ferment ola bilərdi,
12:46.1 çox fərqli şeylər ola bilərdi,
12:48.3 lakin onun Hsp104 tərəfindən idarə olunduğunu bildiyimiz üçün,
12:51.3 zülal birləşməsində iştirak etdiyini bildiyimiz,
12:54.2 Bu kağız həqiqətən çox böyük məna kəsb etdi.
12:58.3 Biz buna baxmağa qərar verdik
13:02.2 daha ətraflı,
13:05.1 və biz tapdıq ki, əslində bu zülalın birləşmə vəziyyəti,
13:09.0 Sup35,
13:10.2 tərcümənin dayandırılması faktoru,
13:14.2 sadəcə ümumiləşdirilmiş məcmu deyildi,
13:18.1, lakin çox xüsusi bir məcmu,
13:20.2 öz-özünə şablon amiloid aqreqatı.
13:24.1 Beləliklə, sol tərəfdə görürsünüz
13:27.1 tapdığımız Sup35-in zülal lifləri,
13:31.2 böyük səydən sonra.
13:34.2 Birləşdirilmiş zülallarla işləmək çox işdir,
13:36.2, lakin biz nəticədə aqreqatlara baxdıq
13:39.1 elektron mikroskop altında
13:41.1 və bax, onlar sadəcə bir qarışıqlıq deyil,
13:43.0 onlar çox yüksək təşkil olunmuş amiloid filamentləri idi.
13:46.2 Onlar çox maraqlı bir şəkildə təşkil olunmuşdular.
13:48.2, çünki filamentin mərkəzi onurğası
13:51.1 zülalın həmin bölgəsi idi
13:53.2 əvvəllər vacib olduğu sübut edilmişdi
13:56.3 ağ xüsusiyyətin miras qalması üçün,
14:01.0 və zülalın funksional hissəsi,
14:03.1 normal olaraq tərcümədə işləyir,
14:04.3 kənarda qalıb,
14:06.2 bu zülal bu amiloid lifinə yığıldıqda,
14:10.2 artıq ribosoma çata bilməz
14:12.2 və artıq işləmir.
14:15.2 Biz o zaman həqiqətən bacardıq
14:18.3 bu zülalın yığılma kinetikasına nəzarət edin,
14:21.2 və biz zülal olduğunu gördük
14:25.1 əvvəlcə sınaq borusunda yığılır
14:28.1 çox, çox səmərəsiz
14:30.1 və çox, çox yavaş.
14:31.2 Zülalın yığılması saatlar, saatlar və saatlar çəkdi.
14:34.2 lakin, məncə, əsas şey izah edir
14:38.1 bu zülalın genetik irsiyyət elementi kimi xidmət etmək qabiliyyəti
14:41.3 çox kiçik bir miqdar götürsəniz
Bu əvvəlcədən yığılmış zülalın 14:46.2
14:49.1 və onu yeni montaj reaksiyasının başlanğıcına əlavə edin,
14:51.3 bu burada,
14:53.1 gördüyünüz budur.
14:56.2 bum.
14:57.3 əvvəlcədən yığılmış liflər tutumludur
15:00.1-dən tamamilə, çox, çox sürətlə
15:03.1 bütün digər zülalları eyni vəziyyətə çevirin.
15:06.3 Beləliklə, indi görməyə başlaya bilərsiniz
15:11.1 bu, bu xüsusiyyətin miras qalmasını necə izah edə bilər,
15:14.1, çünki funksional bir həll olunan zülalınız varsa və hüceyrələr qırmızıdırsa,
15:20.1 və funksional olmayan həll olunmayan zülal,
15:22.1 ki, hüceyrələr ağ olsun.
15:24.2 Siz bu hüceyrələri birləşdirirsiniz
15:26.2 və sonra siz genomları sporlaşdırır və ayırırsınız,
15:29.2 yaxşı, zülal şablon kimi xidmət etmişdir
15:32.0 digər hüceyrə tipində zülal dəyişdirmək üçün,
15:35.0 və beləliklə, hüceyrələr sporlaşdıqda,
15:38.0 bütün nəsillər ağ olacaq,
15:40.1 Brayan Koksun göstərdiyi kimi.
15:42.1 O, DNT ilə ayrılmaz,
15:44.1 Hansı hüceyrələrin hansı xromosomu aldığının əhəmiyyəti yoxdur,
15:47.3, çünki əlamət mirasa əsaslanmır
15:50.1 DNT dəyişikliyi,
15:51.3 o, zülalın irsiliyinə əsaslanır
15:54.2 dəyişdirilmiş konformasiya vəziyyəti ilə.
15:57.1 Və Hsp104 bu rəqəmləri necə göstərir
16:00.1 budur ki, Hsp104 həmin amiloid vəziyyətini idarə edir.
16:05.2 Mən sizə dedim ki, o, hüceyrələri istilik şokundan xilas edir
16:07.2 zülalların parçalanması ilə
16:09.2 o, həm də həmin amiloidləri ayıra bilər.
16:12.1 Beləliklə. və əslində onları kəsə bilər
16:14.1 kiçik parçalara və parçalara.
16:16.0 Beləliklə, bu zülalın lifləri,
16:19.1 amiloid lifləri,
16:21.1 çox sərt, biokimyəvi həlli çətin
16:25.3 #NAME?
16:27.3 onları həll etmək üçün --
16:29.1 lakin burada Hsp104 nə edir.
16:31.0 Onları kiçik parçalara ayırır,
16:33.1 və bu, onların miras qalmasına imkan verir,
16:36.2 və şablonu formalaşdırmaq
16:39.1 qız hüceyrəsinə daxil olur
16:41.1 və qız hüceyrəsinin zülallarının dəyişməsinə imkan verir.
16:45.1 Beləliklə, hər şeyi bir araya gətirərək,
16:47.2 belə görünür.
16:49.1 Sizin qırmızı qan hüceyrələriniz var
16:51.0 müəyyən bir geni daşıyan,
16:53.1 və ribosomlar etməli olduqlarını etdikdə,
16:55.3 tərcümənin dayandırılması faktoru həll olunan vəziyyətdədir,
16:59.2 ribosomların dayanmasını bildirir
17:02.0 ribosomlar dayanma kodonu gördükdə.
17:06.0 Lakin bu zülal yığıla bilər
17:08.2 bu öz-özünə davam edən amiloidə,
17:10.2 və belə olduqda, tərcümənin dayandırılması faktoru çox deyil,
17:14.2 və buna görə də ribosomların bir neçəsi
17:16.2 ona məhəl qoymadan həmin dayanacaq kodonunu oxuyun.
17:20.1 Bu, hüceyrələri dəyişir
17:22.2 qırmızı piqmentdən ağ piqmentə malik olmaq.
17:27.1 İndi hüceyrələr ağarır,
17:32.3 və növbəti açar, bunun mirası,
17:36.2, özünü şablonlaşdıran amiloid proteinidir
17:40.3 əslində Hsp104 tərəfindən kəsilir
17:44.3 onun nizamlı şəkildə seqreqasiyasına icazə vermək
17:47.3 miras üçün qız hüceyrələrinə.
17:50.2 Və əslində Helen Saibil ilə,
17:54.2 biz bu zülalı həddən artıq ifadə etdik
17:57.0 kütləvi toplantılar etdiyi yerdə,
17:59.1 hüceyrədəki amiloid birləşmələri,
18:00.3 və çox, çox mürəkkəb təsvir üsullarından istifadə etdi,
18:06.0 kimi EM tomoqrafiyası,
18:07.3 Yeri gəlmişkən, bütün bunları Helen etdi,
18:10.0 təklif etmək üçün,
18:12.2 politen xromosomları kimi
18:14.3 #NAME?
18:16.3 bizə ilk baxışımızı verdi
18:19.2 Xromosomlarda DNT-nin təşkili --
18:24.0 biz bu böyük məclisləri düşünürük
18:26.1 bizə yolun ilk görünüşünü verir
18:28.2 onlar,
18:30.0 əslində olduqca mürəkkəb mitotik aparatdır
Bu lifləri parçalayan 18:31.2 işləyir.
18:34.2 Ancaq hər halda, Hsp104 bunun açarıdır,
18:37.3 lakin bu, onun yeganə açarı deyil.
18:39.1 İştirak edən bir çox başqa zülallar var
18:42.1 bu amiloid liflərinə kömək edir
18:45.1 ana hüceyrələrə bölünməlidir
18:47.2 çox nizamlı şəkildə,
18:49.2 əlamətin miras qalmasına zəmanət verir
18:52.1 bu zülal dəyişdikdə səbəb olur
18:55.1 onun konformasiya vəziyyəti.
19:00.1 Beləliklə, bu, tamamilə əlaqəli biokimyəvi izahat verir
Bu fenomen üçün 19:04.2.
19:06.1 Həqiqətən məsuliyyət daşıyırmı?
19:08.0 baş verən yeganə şey budurmu?
19:10.1 Yaxşı, biz çox şey etdik.
19:13.0 Prionda mutasiyalar var idi
19:15.1 çox yaxşı yığılmadı,
19:18.2 və onlar bu xüsusiyyəti miras ala bilmədilər.
19:20.1 Bizdə onun daha çox yığılmasına səbəb olanlar var idi
19:22.1 və onlar bu xüsusiyyəti miras alma ehtimalı daha yüksək idi,
19:23.2 biz hər cür şeylər etdik,
19:25.0, amma icazə verin sizə bir sıra sübutlar haqqında danışım
19:28.0 xüsusilə əyləncəli idi.
19:29.2 Fikirləşdik ki, yaxşı,
19:32.0 əgər bu, həqiqətən də həmin yeni xüsusiyyətdən məsul idisə,
19:36.0 bu zülal yığma prosesi,
19:38.0 onda biz bu bilikdən istifadə edə bilməliyik
19:40.2 yeni prion yaratmaq,
19:42.2 hamımız özümüzük.
19:44.1 Beləliklə, bizim etdiyimiz şey götürmək idi
19:47.2 Sup35 tərcümənin dayandırılması faktoru
19:50.1 və genomda prion elementini sildik
19:53.0 həmin gərginlikdən,
19:54.1, çünki biz onun yeni prionlarımıza müdaxilə etməsini istəmədik
19:56.2 ki, biz hazırlayacağıq.
19:58.1 Sonra qlükokortikoid reseptorunu götürdük.
20:00.0 siçovuldan steroid hormon reseptoru olan,
20:02.3 və olub-olmadığını soruşdu
20:05.2 biz onun maya hüceyrəsindəki fəaliyyətini izləyə bildik,
20:08.0 və onun fəaliyyət vəziyyətində dəyişikliyə baxın
20:10.2 biz onu həmin domenə birləşdirəndə
20:13.3, indi bu zülalın prion sahəsi adlandırırıq.
20:17.2 bu bistable vəziyyətə cavabdehdir. Və kifayət qədər əmin.
20:22.2 Orada bir müxbirimiz var idi ki,
20:24.1 qlükokortikoid reseptoru işləyərkən,
20:26.1 o, hüceyrələri maviyə çevirəcək.
20:29.1 Qlükokortikoid reseptoru yığıldıqda
20:32.1 öz-özünə davam edən ümumiləşdirilmiş şablona,
20:34.2 hüceyrələr ağ oldu,
20:37.3, çünki o, artıq işləmirdi
20:40.1 və üstəlik, onlar bu ağ vəziyyəti öz nəsillərinə ötürdülər
20:42.2 çox, çox sabit bir şəkildə.
20:44.2 Beləliklə, onlar ya mavi vəziyyəti keçə bilərdilər
20:46.1 və ya ağ vəziyyətə keçə bilərdilər.
20:48.0 Beləliklə, Weissman laboratoriyası daha bir gözəl təcrübə etdi.
20:50.0 Onlar maya hüceyrələrindən hüceyrə divarlarını götürdülər
20:54.2 və onlar yalnız zülallı transformasiya etdilər,
20:57.2 zülalın həmin liflərə yığılması
21:00.0 sizə dediyim ki, biz əvvəllər düzəltmişik,
21:02.2 onları bir neçə fərqli şəraitdə düzəltdilər,
21:04.2 və onlar həmin liflərdən istifadə etdilər,
21:07.3 onları maya hüceyrələrinə yapışdırdılar,
21:10.0 və hüceyrələr olduğunu göstərə bildilər
21:13.1 qırmızıdan ağa çevrildi
21:15.3 irsi şəkildə.
21:17.1 Beləliklə, yalnız zülallı transformasiya
21:20.2 həqiqətən də tabutu təyin edən başqa bir mismar idi,
21:25.2 bu genetik xüsusiyyəti təsbit edir
21:29.1 zülalın miras qalması ilə bağlı idi
21:31.3 dəyişdirilmiş uyğunlaşma ilə.
21:33.1 İndi bu prion zülalımız var.
21:37.1 Qeyd etdiyim kimi, bu, tərcümənin dayandırılması faktorudur,
21:40.0 hüceyrədə həqiqətən vacib bir amildir
21:42.1 ribosomların nə vaxt olduğunu müəyyən edir
21:44.3 dayanma kodonlarını düzgün şərh edəcək,
21:48.0 və bütün eukariotlarda qorunur,
21:50.1 və burada bu domen onun sonuna yapışdırılıb
21:54.3, yeri gəlmişkən, qorunub saxlanılmışdır.
21:57.0 800 milyon illik təkamül üçün,
21:59.2 və onun Hsp104 ilə tənzimlənməsi
22:01.2 800 milyon illik təkamül üçün qorunub saxlanılmışdır.
22:06.3 Beləliklə, sual belə olur:
22:09.3 niyə?
22:11.1 Nə üçün cənnət adına?
22:13.2 xanalar bu tərcümənin dayandırılması faktoruna icazə verərdi
22:18.3 məhluldan qəfil sorulmaq
22:21.1 ribosomların düzgün işləməməsi üçün?
22:25.0 Bizə belə gəldi
22:28.1 bunun müəyyən məna kəsb etməli idi,
22:31.1 çünki əks halda maya çox, çox sürətlə təkamül edə bilər,
22:34.3 və onlar mutasiyalar əldə edə bilərdilər
həmin prion domenində 22:37.2
22:39.1 ki, zülalın hələ də tərcüməni dayandırma funksiyasına malik olmasına icazə verərdi,
22:42.1 lakin onun bu aqreqatlara udulmasına icazə verilmir.
22:45.0 Beləliklə, ağlımıza gələn bir şey oldu
22:49.1 ribosomların oxunması
22:51.2 yalnız üzərində deyil, baş verə bilər
22:54.2 Brayan Koksun ilk dəfə kəşf etdiyi bir xəbərçi RNT,
22:58.2 lakin əslində bu, messencer RNT-lərində baş verə bilər
Genomun hər yerindən gələn 23:01.0,
23:03.2 və bu halda biz görməyi gözləyə bilərik
23:06.1 bəzi həqiqətən yeni və maraqlı xüsusiyyətlər
23:08.2 müxtəlif şəraitdə ştammları böyütməyə başlasaq,
23:10.3 zəngin mediada deyil,
23:12.2 laboratoriyada.
23:14.0 Beləliklə, burada həqiqətən gözəl xüsusiyyət nümunəsi var
23:16.0 eyni prionun görünüşündən qaynaqlanır.
23:19.3 Bu hüceyrələrin koloniya morfologiyasını görə bilərsiniz
23:24.1 tamamilə dəyişdi.
23:26.1 Normalda belə görünən hüceyrələr
23:28.3 və bu kimi koloniyalar yaradın
23:31.1 çox, çox fərqli koloniyalar yaratdı
23:33.1 bir-birinə yapışan,
23:35.0 hüceyrələr bir-birinə yapışır,
23:36.1 onlar bir-birinə yapışırlar,
23:37.2 onların müxtəlif mühitlərdə böyümək üçün müxtəlif qabiliyyətləri var.
23:40.2 Və burada bunun bir nümunəsi var
23:44.1 bu prionlar əslində kortəbii olaraq meydana çıxdı
23:47.0 hərdən bir.
23:48.2 Və biz altında hüceyrələri böyütməyə çalışdıq
23:50.1 hər cür müxtəlif şərtlər,
23:52.1 sizə Hsp90 haqqında danışdığım hekayəyə bənzəyir
23:54.1 bir az əvvəl,
23:55.3 və biz bunu müxtəlif növlərdə tapdıq
23:58.3 tamamilə fərqli xüsusiyyətlərə sahib olduq.
24:01.1 Siz dərk etdiyiniz zaman bunun mənası var
24:03.3 ki, dayanma kodonlarının aşağı axınında olan bölgələr
24:06.3 adətən çox seçici təzyiq altında deyil,
24:08.2 Onlar bir qədər fərqlənə bilər,
24:10.2 və beləliklə, aşağı axın ardıcıllığında dəyişikliklər
24:14.1-in yığılması gözlənilə bilər
24:17.2 təkamül zamanı,
24:19.1 və sonra biz hüceyrə prion vəziyyətinə keçirik
24:22.0, bəlkə də, təsadüfən,
24:24.2 çoxlu yeni fenotiplərin yaranmasına səbəb olacaq.
24:30.1 Beləliklə, siz çoxlu müxtəlif suşlarda çoxlu fərqli xüsusiyyətlər əldə edirsiniz,
24:34.3 və müxtəlif suşların xüsusiyyətləri
24:38.0 həmin ştamın genotipindən tamamilə asılı idi.
24:41.0 Beləliklə, bizim fikrimizcə, bu prion
24:43.2 hüceyrələrə genetik variasiyadan nümunə götürməyə imkan verir,
24:46.3 genom miqyasında,
24:50.1 və bu, onlara əldə etməyə imkan verir
24:52.2 bəzi həqiqətən mürəkkəb xüsusiyyətlər
24:54.1 ki, onlar üçün əldə etmək çox çətin olacaq
24:56.2 fərdi mutasiya ilə
24:58.3, məsələn, dayanma kodonu,
25:00.1 bu, bir fərdi xəbərçi RNT-yə səbəb olacaq
25:02.2 oxunmalıdır.
25:04.0 Əksinə, çoxlu mesajlar oxunur
eyni zamanda 25:05.3
25:07.1 olduqca mürəkkəb xüsusiyyətlər yarada bilər.
25:11.2 Beləliklə, əgər bu mexanizm həqiqətən mövcud olubsa,
25:15.2 bu prion mövcud olub,
25:17.2 təkamül yeniliyi yaratmaq üçün
25:21.1 və hüceyrələrin qabiliyyəti
25:23.2 bəzən yeni mühitlərdən istifadə edə bilmək,
25:25.2 sonra təkamül bioloqları
25:29.3 və biz özümüz dərk etdik
25:31.2 ki, əgər bu prion belə olsaydı
25:35.1 təkamüldə belə bir məqsədə xidmət edirdi,
25:37.2 sonra keçid stresslə artmalıdır.
25:40.3 Yəni, elə köklənməlidir ki
25:43.2 stresli mühitlərdə
25:45.1 hüceyrələrin prion vəziyyətinə keçmə ehtimalı daha yüksək olacaq,
25:47.1, çünki onların ehtiyac duyma ehtimalı daha yüksəkdir
25:49.3 Stress altında yeni yeni fenotiplər.
25:51.3 Beləliklə, biz bunun olub-olmadığını soruşduq,
25:54.1 və bunun cavabı bəli idi.
25:56.2 Və sonra sual, əlbəttə ki, necə olur,
25:59.0 amma bizim üçün olduqca sadə bir şey var,
26:01.2 bunun məntiqi izahı,
26:03.2 və bunun səbəbi stressdir
26:07.2 zülal qatlanması və protein homeostazı yollarına təsir göstərir
hüceyrənin 26:10.1.
26:11.3 Beləliklə, stress ehtimalı artırır
26:14.2 zülalların səhv qatlanacağını,
26:16.1 bu prion domenlərinin olması ehtimalını artırır
26:19.1 indi birdən əldə edəcək
26:22.0 ki, yığılmış amiloid vəziyyəti
26:24.0 və bu vəziyyəti qız hüceyrələrinə əbədiləşdirin.
26:27.1 Stress də artır
26:33.1 hüceyrələrin prionları itirmə sürəti,
26:36.0 çünki stresslər səbəb olur
26:40.3 Şaperon zülallarının induksiyası,
26:42.2 və zülalın parçalanması mexanizmlərinin induksiyası,
26:45.1 və protein homeostazına təsir edən hər cür başqa şeylər,
26:47.3 Beləliklə, bu prionlar,
26:51.2 adətən nisbətən nadir hallarda görünür,
26:54.2 sırf təbiətinə görə olardı
26:58.1 protein homeostazı
27:00.0 və stressin zülal homeostazına necə təsir etməsi,
27:02.0 görünmək və yox olmaq ehtimalı daha yüksəkdir
Hüceyrələrin yeni fenotiplərə ehtiyacı ola biləcəyi şərtlərdə 27:04.0.
27:07.1 Beləliklə, bunun işlədiyini düşündüyümüz yol budur:
27:09.3 hüceyrələr hərdən bir prion vəziyyətinə keçir,
27:13.3 və əslində PSI ilə,
27:16.1 Sizinlə indicə danışdığım prion,
27:18.1 tərcümənin dayandırılması faktoru,
27:19.3 milyon hüceyrədən birində baş verir.
27:22.1 Və ümumiyyətlə gözləmək olardı
27:24.2 tərcümənin dayandırılması fəaliyyəti yaxşı işləmədikdə
27:27.1 və ribosomlar dayanma kodonları vasitəsilə oxuyur,
27:30.1 ümumiyyətlə yaxşı bir xüsusiyyət yaratmayacaq,
27:32.2 və milyon hüceyrədən birinin ölməsi üçün
27:35.0 #NAME?
27:38.1 Lakin siz təsəvvür edə bilərsiniz ki, əgər mühit dəyişərsə,
27:42.1 və tapdığımız budur,
27:43.2 müxtəlif mühitlərdə,
27:46.2 prionlar bəzən hüceyrələrə şəraitdə yaşamaq qabiliyyəti verə bilər
27:49.1 onların başqa cür sağ qala bilməyəcəklərini,
27:52.2 onda hüceyrələr artıq bir mühitdə yaşaya biləcəklər
28:00.2 başqa cür yaşaya bilməyəcəkləri yerdə.
28:02.1 Onlar çoxalacaqlar,
28:04.1 prion olmayan hüceyrələr yox ola bilər,
28:05.2 və bu, bu genomu,
28:07.2 prion bu genomu əldə etməyə imkan verəcəkdi
28:09.1 şəraitdə sağ qalmaq
28:11.1 o hüceyrələr başqa cür yaşaya bilməyəcəklərsə,
28:13.1, çünki o prionun əmələ gəlməsi
28:15.2 hər cür yeni genetik variasiyadan istifadə etməyə icazə verdi,
28:18.2 bəziləri faydalıdır.
28:20.2 İndi gözəl şey budur
28:22.3, çünki bütün bunlar hüceyrədəki protein homeostazı ilə bağlıdır,
28:26.2 mühitlərin dəyişdiyi şəraitdə
28:28.2 Hüceyrələrin o qədər də yaxşı işləmədiyi yerdə,
28:31.2 və protein homeostazı o qədər də yaxşı getmir,
28:33.2 onların dəyişmə ehtimalı daha yüksəkdir.
28:37.1 Və əlbəttə ki, qayıdış
28:39.2 də stressdən təsirlənəcək.
28:42.3 Beləliklə, protein homeostazı.
28:45.1 hüceyrələr dəyişərsə.
28:47.1 prion burada həqiqətən əla ola bilər,
28:49.0, lakin mühit dəyişərsə,
28:50.3 bu yeni şəraitdə,
28:52.1 prion o qədər də yaxşı olmaya bilər,
28:54.0, lakin bu gərgin şəraitdə,
28:55.3 Onların sınamaq ehtimalı daha yüksəkdir
28:58.0 prionun itirilməsi,
29:00.2, çünki şaperonlar tənzimlənir
29:03.1 və onlar bütün sistemi sabitsizləşdirdilər.
29:07.1 Beləliklə, biz yeni prionlar axtarmağa qərar verdik.
29:14.2 Neçə yeni prion ola bilər?
29:18.0 Biz maya genomunu araşdırdıq
29:19.2 və biz orada olduğunu gördük
29:23.1 üzərində domenləri olan təxminən 100 zülal
29:25.0 Sup35 domeninə çox bənzəyirdi,
29:27.3 və biz belə qərara gəldik,
29:29.3, çünki biz Sup35 haqqında çox şey bilirik
29:31.2 və onun necə davranması və görünüşü
29:33.2 prion vəziyyətinə keçdikdə,
29:35.1 Sup35-in prion domenini borc aldıq,
29:37.2 biz onu götürdük,
29:40.3 və biz prion domenini əlavə etdik
Bu digər potensial yeni prionların 29:43.1-i.
29:46.1 Və şübhəsiz ki,
29:48.2 Biz onları sınaqdan keçirəndə,
29:50.1 çoxlu, çoxlu müxtəlif protein sahələri
29:52.2 hüceyrələri qırmızıdan ağa dəyişmə qabiliyyətinə malik idi
29:54.3 çox irsi bir şəkildə.
29:57.1 Hüceyrələr qırmızıdan ağa keçdikdən sonra,
29:59.2 onlar xaric edilə bilər
30:02.2 və bu xüsusiyyəti qoruyun
30:05.0 nəsildən-nəslə,
30:06.2 və ondan asılı olan hər bir halda
30:09.3 prion amiloidlərinin əmələ gəlməsi,
30:12.1 və əslində Hsp104-dən asılı idi.
30:16.1 Beləliklə, biz də geri qayıtdıq,
30:18.1 təkcə sınaqdan keçirdiyimiz prion sahəsinə deyil,
30:21.2, lakin biz endogen proteinə qayıtdıq
30:24.1 və bu zülalların vəziyyətləri dəyişə biləcəyini soruşdu.
30:26.3 Biz bunların hamısının öhdəsindən gələ bilmədik,
30:29.1 lakin biz onlardan bir neçəsinə baxdıq
30:31.2 və onlar həqiqətən maraqlı, faydalı yeni xüsusiyyətlər yaratdılar,
30:33.1 və bu zülalların çoxu maraqlıdır
30:36.1 RNT bağlayan zülallar və ya DNT bağlayan zülallardır,
30:41.0 beləliklə onlar tənzimləyici şəbəkələrin ortasında otururlar
30:42.3 elə bir şəkildə ki
30:44.3 Onlar həqiqətən dəyişməyə hazırdırlar
30:47.1 məlumatın deşifrə edilməsi üsulu
30:49.0 və həqiqətən mürəkkəb, yeni, yeni xüsusiyyətlər yaradın.
30:51.1 Burada yalnız bir nümunə var.
30:52.3 Beləliklə, bu MOT3 kimi tanınan priondur,
30:56.2 və bu prion-hüceyrədir
30:59.0 və bu prion+ hüceyrələridir
31:01.1 zəngin mediada böyüyür.
31:03.1 Bunlar priona malik müxtəlif hüceyrələrdir.
31:05.2 İndi biz həmin medianı yuyuruq.
31:08.2 Bağışlayın, həmin medianın bu hüceyrələri,
31:12.0 və biz baxırıq
31:15.2 hüceyrələrdən hər hansı biri qalsa,
31:17.2 və əslində prion, bu halda,
31:20.2 bu hüceyrə tiplərinin çoxuna icazə verdi
31:23.0 yeni invaziv böyümə fenotipi əldə etmək.
31:27.2 O, həm də imkan yaradır,
bəzi suşlarda 31:30.2,
31:32.3 toplaşmaq, yəni qruplaşmaq,
31:35.0, həqiqətən onların böyümə xüsusiyyətlərini dəyişir.
31:36.3 Bu, həqiqətən də onları bir çox cəhətdən
31:39.0 fərdlər kimi deyil, maya icması kimi fəaliyyət göstərir.
31:42.2 Və siz görə bilərsiniz ki, müxtəlif növlərdə,
31:45.0 biz fərqli fenotiplər əldə edirik.
31:47.0 Beləliklə, yenə də müxtəlif müxtəlif fenotiplər,
31:50.0 və MOT3, yeri gəlmişkən,
31:52.1 transkripsiya repressorudur,
31:54.1 prion vəziyyətinə keçdikdə
31:56.1 çoxlu müxtəlif genin ifadəsini dəyişə bilər.
32:01.2 Beləliklə, bu bizi həyəcanlandırdı və biz çox, çox maraqlandıq,
32:04.1 və bir çox başqa insanlar da bunun çox maraqlı olduğunu düşünürdü,
32:08.0, lakin çoxlu skeptiklər də var idi.
32:10.1 Və yaxşı səbəblə,
32:12.1 çünki bütün Saccharomyces cerevisiae
32:14.2 planetin ən yaxşı başa düşülən orqanizmidir,
32:17.2 sual yaranır,
32:19.2 yaxşı, əgər bu qədər şey varsa,
32:21.2 Nə üçün bunlar əvvəllər aşkar edilməmişdi?
32:23.3 Və mənim bu sualın bir aspektinə cavabım var:
32:29.0, çünki Cold Spring Harbor maya kursunu keçdim
32:31.2 illər əvvəl.
32:33.1 Bu, gözəl, gözəl kurs idi
32:35.2 və mən çox şey öyrəndim,
32:37.0 və bu, mənim tədqiqatımı bir çox cəhətdən gücləndirdi,
32:38.2 lakin bir şey var idi
32:40.2 bu kurs haqqında çox maraqlı idi.
32:42.0 Bizə dedilər ki, nə vaxt yeni bir fenotip tapsaq,
32:44.2 maya hüceyrəsində yeni xüsusiyyət,
32:49.1 siz onu orijinala qaytarmalısınız
32:51.1 və sonra onu ikidən ikiyə ayırmaq üçün axtarın,
32:54.3 ki, araşdırmaq üçün bəzi təmiz sistemə malik oldunuz.
32:56.2 Və ikidən ikiyə bölünməyən şeylər
32:59.0 mürəkkəb idi
33:01.0 və sökülməsi çox çətin olardı,
33:02.2 və siz onların üzərində işləməməlisiniz.
33:04.2 Biz bu prionlar haqqında danışdığımızdan bəri,
33:07.1 Həqiqətən də mənə çoxlu adam gəlib dedi:
33:09.2 "Məndə mayada bu qəribə xüsusiyyətlər var idi
00:33:11.17 onlar da bu şəkildə ayrılırdılar
00:33:13.09 və məsləhətçim məni ondan imtina etməyə məcbur etdi."
33:15.2 Məncə, bu, bir növ gözəl hekayədir
33:17.2 həqiqətən vərdişlərə yiyələndiyimiz yer
33:22.0 müəyyən üsullarla elmlə məşğul olmaq,
33:24.1 və biz həqiqətən yadda saxlamalıyıq
33:26.2 bəzən onlardan uzaqlaşmağın vaxtıdır.
33:29.1 Hər halda, digər tənqid belə idi:
33:32.2 yaxşı, indiyə qədər bunlar yalnız tapılmışdı
Laboratoriya ştammlarında 33:35.0
33:36.3 və bəlkə də bu, sadəcə laboratoriya ştammlarının artefaktı idi,
33:38.2 beləliklə, biz eyni geniş ştamm qrupuna getdik
Hsp90 araşdırmalarımızla işlədiyimiz 33:42.1,
33:46.1 bütün dünyadan toplanmış suşlar
33:48.2 hər cür müxtəlif xüsusiyyətlərlə
33:51.0 və çoxlu müxtəlif ekoloji nişlər,
33:54.2 və biz onlardan heç birində prionların olub-olmadığını soruşduq.
33:59.1 Biz onların çoxunun bunu etdiyini gördük.
34:03.2 Beləliklə, burada vəhşi maya ştammında mövcud olan prion nümunəsi verilmişdir.
34:09.1 bu şərab ştamıdır,
34:10.3 və bunlar üzümdə böyüyən hüceyrələrdir,
34:13.3 və məlum oldu ki, biz yarada bilmişik
34:16.1 bizdə olan izogen hüceyrələr
34:18.2 hüceyrələrin prionu itirməsinə səbəb oldu.
34:20.1 Bunun heç bir fərqi yox idi, həqiqətən,
34:22.1 normal mediada onların böyüməsinə,
34:24.1 Laboratoriyada istifadə etdiyimiz zəngin media,
34:26.0 lakin onların böyümə qabiliyyətinə baxdığınız zaman
Üzümdə 34:28.1 orta,
34:30.0 ki, böyümə həqiqətən priondan asılı idi.
34:34.0 Beləliklə, prion yaradırdı, bu halda,
34:36.0 bu gərginlik üçün çox qiymətli xüsusiyyətdir.
34:40.1 Və biz, əslində, tapdıq
34:43.0 prionların çox tez-tez yaratdığı
34:45.2 Faydalı ola biləcək maraqlı yeni xüsusiyyətlər.
34:49.0 Əslində, indiyə qədər baxdığımız gərginliklərdə,
34:51.2 bu əlamətlərin təxminən 25%-ni təşkil edir
34:54.2 şərtlər altında hüceyrələrin böyüməsinə imkan verir
34:56.1 onlar başqa cür sadəcə böyüyə bilməzdilər.
34:58.2 Yenə də, çünki onlar adətən görünür
35:01.2 olduqca nadir hallarda
35:03.0 və siz hüceyrələrin yalnız kiçik bir hissəsini itirirsiniz
35:04.3 faydalı deyilsə,
35:06.1 lakin onlar göründükdə hüceyrələrin böyüməsinə imkan verirlər
35:08.1 başqa cür edə bilməyəcəkləri şəraitdə,
35:10.1 biz bunun həqiqətən inandırıcı olduğunu düşünürük
35:12.2 mərc hedcinq strategiyası
35:14.3 orqanizmdə genetik müxtəlifliyin əldə edilməsi üçün,
35:20.3 çoxlu yeni fenotiplər yaratmaq,
35:23.0 dəyişən mühitlərdən istifadə etməyə imkan verir
35:26.1 və müxtəlif müxtəlif vəziyyətlərdə inkişaf edin.
35:28.3 Mən indi sizə PSI-dən bir fenotip göstərdim
35:31.3 Biz bir çox digər prionlardan da bir çox fenotip gördük,
35:36.1 və əslində,
35:38.1 baxmayaraq ki, biz prionların çoxunu müəyyən etməmişik
35:40.1 həmin suşlarda mövcud olan,
35:41.2 genetik davranış bizə bunu deyir
35:43.2 Baxdığımız 700 yabanı maya ştammından təxminən 236-sı
35:48.1 prionları daşıyır.
35:50.0 Beləliklə, sizə danışmaq istədiyim bu hekayənin son hissəsi
35:55.0 prionun hansı üsullarla olduğuna aiddir
35:58.2 artım dinamikasına təsir göstərə bilər
icmalarda bu mikrobların 36:02.2.
36:04.2 İndi, əlbəttə ki,
36:07.1 laboratoriyada demək olar ki, bütün eksperimental tədqiqatlar
36:11.2 təmiz mədəniyyətdə orqanizmlərlə işləmək,
36:15.2 belə ki, maya böyüyən və ya bakteriyaların böyüməsi,
36:18.0 və bu təbiidir ki, biz bu şəkildə təcrübələr etməyə başladıq,
36:20.2 çünki əks halda hər şey qarışıb
36:23.2 və bunu etmək sadəcə mümkün deyil
36:26.2 eksperimental tədqiqatın növləri
36:28.3 ki, ötən əsrdə etməli idik
36:30.2 bioloji sistemləri başa düşmək.
36:33.2 Lakin orqanizmlər heç vaxt, faktiki olaraq heç vaxt,
36:37.3 vəhşi təbiətdə belə şəraitdə böyüyür.
36:39.3 Təbiətdə onlar qarışıq icmalarda böyüyürlər.
36:43.3 Beləliklə, sizə danışacağım şey yalnız birinci haldır, məncə,
dinamikasına təsir edən prion 36:49.0
36:53.3 icma, təşkilat,
36:56.0 və orqanizmlə ünsiyyət
36:58.0 daha müxtəlif və daha möhkəm icmalar yaratmaq.
37:01.3 Bu, indiyə qədər həqiqətən nəzərdən keçirdiyimiz yeganə şeydir
37:04.2 və mənim təxminlərim budur ki, bu, yenə də,
37:06.2 aysberqin ucu.
37:08.2 Beləliklə, maya hüceyrələri var
37:13.0 çox xüsusi bir metabolizm növü.
37:15.2 Onlar çox, çox cəsarətlidirlər,
37:17.1 və biz onları sevməyimizin səbəbi budur.
37:19.1 Biz onlara qlükoza verdiyimiz zaman,
37:21.1 Üzümdən şəkər kimi,
37:23.0 o şəkərləri götürürlər
37:25.3 və onları son dərəcə səmərəli şəkildə etanola çevirirlər.
37:27.1 Onlar etanoldan istifadə etmirlər.
37:29.1 Onlar yalnız şəkərləri etanola çevirir
37:31.3 yalnız bütün şəkər tükəndikdə
37:34.1 dönüb etanoldan istifadə etməyə başlayırlar.
37:36.2 Beləliklə, onlar başqa karbon mənbəyində böyüməyəcəklər
37:42.1 qlükoza varsa --
37:45.1 çox, çox cəld.
37:49.1 Lakin biz prion tapdıq
37:52.2 hüceyrələr əldə edə bilər
37:54.2 bu sistemdən yan keçməyə imkan verir.
37:55.3 Onlar təmiz qlükozada o qədər də yaxşı inkişaf etmirlər
38:00.2 onlarda prion olduqda,
38:01.2 və yəqin ki, buna görə də bu idi
38:04.0 həqiqətən tapılmadı və daha əvvəl baxılmadı,
38:06.0, lakin qarışıq karbon mənbələrində
38:08.2 ətrafda başqa karbon mənbələrinin olduğu yerdə,
38:10.2 və bir az da qlükoza,
38:12.2 Bu hüceyrələr, əksinə, böyüyə bilər
38:15.1 edə bilməz.
38:17.2 Beləliklə, biz bu hekayəni necə araşdırdıq?
38:20.3 Yaxşı, biz qlükoza mimetikasından istifadə etdik.
38:24.1 Bu, qlükozamin adlı birləşmədir,
38:27.2, yəqin ki, bir çoxunuz üçün qlükoza kimi görünür,
38:31.1 və maya hüceyrələrinə də təsir edir
38:32.3 -- burada bu kiçik amin qrupu var --
38:35.0 lakin onun etdiyi maya hüceyrələridir
38:37.3 bu qlükozamini götürün, onlar qlükoza içində olduqlarını düşünürlər,
38:39.2 və istifadə üçün yolların bağlanması
bütün digər karbon mənbələrindən 38:42.2.
38:45.2 Beləliklə, siz burada bunun bir nümunəsini görürsünüz.
38:48.0 Bizdə prion olmadan böyüyən hüceyrələr var.
38:52.2 Təmiz qliserolda böyüdükcə onlar yaxşı olar,
38:55.3, lakin əgər siz onları qliserolda inkişaf etdirməyə çalışsanız
38:57.3 bu qlükozamindən bir az da olsa,
39:00.1 düşünürlər,
39:01.3 “Yox, mən başqa karbon mənbəyindən istifadə etmək istəmirəm,
00:39:03.14 Mən yalnız qlükoza istifadə etmək istəyirəm,
00:39:05.13 və mən o digər karbon mənbəyini istifadə etməyəcəyəm
00:39:07.11 bütün qlükoza yox olana qədər"
39:09.0 onlar onu metabolizə edə bilmirlər, ona görə də sadəcə ilişib qalıblar.
39:12.2 Bu, bizə ştammları axtarmağa imkan verdi
39:15.2 ki, bu metabolik problemi keçə bilər,
39:22.1 və hüceyrələrin mövcudluğunda böyüməsinə icazə verin
39:25.1 digər karbon mənbələri
39:27.0 bir az qlükoza mövcud olduqda.
39:28.3 Gördüyünüz kimi, bizim burada gərginlik var
39:31.1 bunu çox, çox yaxşı edir.
39:32.2 Bu ştam genetik olaraq bu ştamla eynidir
39:36.1 və biz bunu bir çox cəhətdən sınaqdan keçirmişik.
39:38.2 Bundan əlavə, bu hüceyrələr,
39:41.1 onlar həmin digər karbon mənbəyində böyümək qabiliyyətini əldə etdikdən sonra,
39:44.2 emal edilə və keçə bilər
39:47.0 yüzlərlə nəsil üçün,
39:49.1 geri təmiz qlükoza,
39:51.2 lakin onlar xatırlayırlar.
39:53.0 Onlar bu xüsusiyyəti saxlayırlar,
39:54.2 bu bioloji yaddaşdır,
39:57.1 və onlar bu xüsusiyyəti çoxlu nəsillər boyu saxlayırlar.
40:01.2 Bu onlara növbəti dəfə geyinməyə imkan verir
40:04.0 müxtəlif karbon mənbəyi,
40:06.1 onların üzərində inkişaf edə bilmək.
40:08.1 Beləliklə, onların metabolik potensialını həqiqətən dəyişir
40:11.2 həqiqətən olduqca güclü bir şəkildə.
40:14.2 İndi bu barədə gözəl şey
40:17.1 icmada fəaliyyət göstərmək baxımından.
40:19.1 bu barədə düşünəndə,
40:21.1 karbon mənbəyindən istifadə strategiyaları
40:23.0 bir qədər dəyişə bilər
40:25.1 sizinlə rəqabət aparan digər qonşularınızın olub-olmamasından asılı olaraq
həmin karbon mənbələri üçün 40:27.2.
40:30.1 Və bu, əslində təsadüfən tapdığımız bir şeydir.
40:33.2 Jessica Brown suşlar üzərində işləyirdi,
40:37.0 prion keçidinə səbəb olan şeylərə baxaraq,
40:39.2 və o, qəflətən koloniya tapdı
40:42.2 ətrafında hər cür gərginlik var idi
40:44.2 prion vəziyyətinə keçən,
40:46.1 və ortadakı koloniya bakteriya idi.
40:48.2 Beləliklə, bu təcrübədə biz bunu daha ciddi şəkildə sınaqdan keçirdik.
40:52.2 Bakteriyaların faktor ifraz etmək qabiliyyəti varmı?
40:55.2 maya hüceyrələrinə səbəb olacaq
40:57.2 maddələr mübadiləsini irsi yolla dəyişmək
41:00.1 bu prionun induksiyası ilə?
41:02.0 Beləliklə, bu təcrübədə biz nə etdik
41:04.0 biz örtdük.
41:06.0 bu quyuları boş qoydu
41:07.3 və biz burada qara maya hüceyrələrini örtdük,
41:11.0 GAR+ maya hüceyrələri
41:13.1 -- GAR qlükoza ilə əlaqəli repressiya üçündür,
41:14.2 Mən deməliydim ki, bu prionun adıdır --
41:17.0 və sonra biz burada çəngəl hüceyrələrini örtdük.
41:20.3 Beləliklə, bu hüceyrələr, xatırlayın, genetik olaraq eynidir
41:23.3 Onların arasında yeganə fərq ondadır
41:26.1 bu hüceyrələr prion vəziyyətinə keçib
41:28.2 qeyri-Mendel üslubunda miras qalan,
41:33.2, çünki zülal əsaslı irsiyyətə əsaslanır.
41:36.1 Hüceyrələr qliserinlə örtülür
41:39.0, yenə bir az qlükozaminlə.
41:42.1 Yeri gəlmişkən, görə bilərsiniz ki,
41:43.2 hüceyrələrin kortəbii olaraq dəyişdiyini,
41:45.0 hərdən bir,
41:46.3 bu prion vəziyyətinə,
41:48.1 onların böyüməsinə imkan verir,
41:49.2, lakin onlar həqiqətən də hərdən bir dəfə bu yolu dəyişirlər.
41:52.0 Bu, bu boşqab boyunca ştammların seyreltilməsidir.
41:57.1 İndi növbəti təcrübə də eyni şəkildə aparılır,
42:00.0 istisna olmaqla, bakteriyaları örtəcəyik
42:03.1, görünür ki, burada bu prionu induksiya etmək qabiliyyəti var.
42:06.1 Gördüyünüz şey budur
42:09.0 həmin lövhədə bakteriyaların olması.
42:11.1 maddə boşqabın üzərinə yayıldı
42:15.1 və buradakı bu maya hüceyrələrinə təsir etdi
42:18.1 indi onların metabolik vəziyyətini dəyişdirin
42:20.3 və bu şəraitdə inkişaf edə bilər
42:22.1 onlar başqa cür istəmədikdə,
42:24.1 lakin bu, yayıla bilən birləşmədir
42:26.2 və kifayət qədər uzağa getmir
42:28.1 bu cərgəyə qədər, burada.
42:30.0 Biz çoxlu təcrübələrlə müəyyən etdik
42:33.0 ki, sizə göstərmək üçün vaxt ayırmayacağam,
42:34.2, lakin biz bakteriyaların böyüdüyü şərti mühitdən istifadə edə bilərdik.
42:39.1 və bakteriyalardan xilas olmaq,
42:40.2 və biz şərti mediadan istifadə edə bilərik
42:43.1 bu irsi xüsusiyyəti təlqin etmək.
42:46.2 Beləliklə, nə baş verir?
42:48.2 Hüceyrələr adətən qlükozadan istifadə edirlər
42:50.2 və onlar çoxlu etanol və yalnız bir qədər ATP əmələ gətirir,
42:53.1 lakin onlar qlükoza varlığında olduqda
42:55.1 və digər karbon mənbələri,
42:57.0 bu prion indi onlara imkan verir
42:59.0 daha az etanol etmək,
43:01.3, lakin çoxlu ATP,
43:04.2 və bu nə edir?
43:06.1 O, hər iki orqanizmin çiçəklənməsinə səbəb olur.
43:10.1 Beləliklə, məlum olur ki, maya hüceyrələri dəyişdikdə,
43:15.1 qeyd etdiyim kimi,
43:16.2 onlara müxtəlif növ karbon mənbələrində böyüməyə imkan verir,
43:18.1 hətta qlükoza mövcud olduqda belə.
43:19.2 Həm də tam başa düşmədiyimiz səbəbdən,
43:22.2 kreativlər həmin hüceyrələrdə uzunömürlülüyü artırdı
43:25.1 #NAME?
43:27.3 daha uzun müddət üçün --
43:29.1 və bakteriyalar bundan böyük üstünlük əldə edirlər,
43:32.1, çünki maya hüceyrələri daha az etanol istehsal edir
43:36.2 və bu o deməkdir ki, bakteriyalar
43:39.2 daha yüksək konsentrasiyalara qədər böyüyə bilər,
43:41.1, çünki bakteriyalar etanolu sevmir
43:43.0 #NAME?
43:45.0 İndi belə çıxır ki, bu belədir
43:47.3 maya və bakteriya ştammlarının çox yüksək qorunan xüsusiyyəti
43:50.3 dünyanın hər yerindən.
43:52.2 Biz çoxlu və çoxlu maya ştammları tapdıq
43:57.1 bu cür keçid qabiliyyətinə malikdir,
43:59.0 və çoxlu müxtəlif bakteriyalar
44:01.1 onu təhrik etməyə qadirdir.
44:03.1 Bəs real dünyada bunun əhəmiyyəti varmı?
44:05.1 Mən sizə bunun real dünyada aydın şəkildə vacib olduğunu deyə bilərəm,
44:08.1 və bu, şərab fermentasiyasını pozur.
44:12.2 Beləliklə, maya daha az etanol istehsal edir,
44:15.0 onlar başqa növ metabolik əlavə məhsullar hazırlayırlar,
44:17.1 və o, həqiqətən də pis şərab yaradır,
44:19.1 və əslində bakteriya çıxır
44:22.2 xarab olmuş şərab preparatlarını çirkləndirən,
44:25.3 ki, winoloqlar öyrənirlər
44:28.1 uzun müddət,
44:30.0 super-induktorlara çevrilir.
44:33.0 Maya hüceyrələrini dəyişdirən bu birləşmədən çoxlu miqdarda istehsal edirlər
44:36.1 bu yeni prion vəziyyətinə.
44:38.2 Beləliklə, maya ondan çox böyük üstünlüklər əldə edir,
44:42.1 Bakteriyalar bundan çox böyük üstünlüklər əldə edirlər,
44:44.1 bu, insanın ziyanınadır,
44:46.3 lakin hər iki orqanizmin xeyrinə.
44:48.3 Və yenə də bunun konservasiyası baxımından,
44:51.2 on milyonlarla illik maya təkamülü boyunca,
44:55.2 Bu suşlar həqiqətən tam olaraq var.
44:58.2 tamamilə eyni mexanizmlər kimi görünür.
45:01.2 Saccharomyces-dən ayrılan Bruxellensis.
45:05.3 bu suşlarda yoxdur,
45:07.1 onların fərqli bir metabolik profili var.
45:09.2 bruxellensis başqa bir mayadır
45:13.1 eyni cür cəld həyat tərzinə sahib olan
karbon istifadəsi baxımından 45:15.0
45:17.1 Saccharomyces-in sahib olduğu,
45:18.2 və o, həmçinin GAR priona bənzər vəziyyətə malikdir.
45:20.3 Hətta yüz milyonlarla il əvvəl ayrılmış pombe,
45:25.1 mexanizm tamamilə eyni olmasa da,
45:27.2 epigenetik vəziyyətə keçmək qabiliyyətinə malikdir
45:31.2 maddələr mübadiləsini irsi olaraq dəyişdirən,
45:34.0 çox böyük təkamül məsafələri.
45:36.1 karbon mənbəyini irsi şəkildə dəyişmək qabiliyyəti,
45:40.3 ətraf mühit faktorları tərəfindən törədilmiş,
45:42.2 qorunub saxlanılmışdır.
45:44.0 Beləliklə, burada həqiqətən var
45:46.0 Lamark təkamülünün son nümunəsi hesab etdiyim şey.
45:49.1 Bizim kimyəvi əlaqəmiz var
45:52.1 prokaryot və eukariot arasında
45:54.2 maddələr mübadiləsini irsi şəkildə dəyişdirən,
45:58.1 və maya hüceyrələrinin sadə ifşası
həmin kimyəvi birləşməyə 46:01.1
46:03.2 onların biologiyasını dəyişməsinə səbəb olur
46:07.1 irsi olaraq
46:09.1 yüzlərlə nəsil üçün.
46:14.1 Beləliklə, yenə
46:17.0 Jan-Batist Lamarkı nəzərdən keçirərkən,
46:19.2 Məncə, ona öz ləyaqətini qaytarmağın vaxtı çatıb.
46:22.2 Ətraf mühitdə dəyişikliklərin mexanizmləri var
46:25.2 yeni xüsusiyyətlər yarada bilər
46:28.1 nəsillərə ötürülə bilən.
46:31.0 Beləliklə, bir daha
46:32.3 Mühazirəmi bitirmək istəyirəm
46:34.2 heyrətamiz və gözəl insanları tanımaqla
46:36.2 laboratoriyamda
46:37.3 illər ərzində bu işi görənlər.
46:40.1 Mən onların hər birinin etdiyi şeylər haqqında danışdım
46:44.0 və bu işlə maraqlanırsınızsa,
46:46.1 Mən sizi həqiqətən də bəzi sənədlərə nəzər salmağa dəvət edərdim.
46:49.1 Məncə, onlar olduqca gözəldirlər.
46:52.0 Təşəkkür edirəm.

  • Hissə 1: Yoluxucu Xəstəlik və Xərçəngdə Zülal Qatlanması

Prionlar baxımından PRPC-dən başqa digər zülalların səhv qatlana bilməsi ehtimalı var - Biologiya

Böyük ölçüdə və bəlkə də yalnız bir zülaldan ibarət olan prionlar adlanan yeni yoluxucu hissəciklər idrak və motor funksiyalarının ölümcül azalmasına səbəb olan ötürülən süngərvari ensefalopatiyalar qrupunun ehtimal törədiciləridir. Sanki ötürülən patogen zülal anlayışı kifayət qədər sarsıdıcı deyil, sübutlar göstərir ki, məsul zülal hər yerdə toxuma paylanmasına malik olan normal formadan səhv qatlanaraq patogen vəziyyətə gəlir. Bu xəstəliklərin əlamətdar təbiəti və prion zülalına çevrilmə prosesinin təbiəti, hazırda anladığımız kimi, aşağıda nəzərdən keçirilir.

Peyvənd, kannibalizm, genetik irsiyyət yolu ilə ötürülən prion xəstəlikləri

Kurunun ötürülməsi ilk dəfə şimpanzelərə quru beyninin homogenatının intraserebral inokulyasiyasından sonra nümayiş etdirildi (Gajdusek et al., 1966), lakin sonda dağlıq əhali arasında ötürülmənin ritual kannibalizmlə baş verdiyi güman edildi (Gajdusek, 1977).

Şəkil 1. Transmissiv Spongiform Ensefalopatiyalarda Nevopatoloji Tapıntılar

(Üst sıra) Creutzfeldt-Jacob xəstəliyində lövhə lezyonları (birinci panel) CJD-nin variant forması (vCJD), bu yaxınlarda BSE ilə yoluxmuş mal-qaradan (ikinci panel) və Gerstmann-Straßssler Scheinkerdən primatlara ötürülə bilər. xəstəlik (GSS) (üçüncü panel). Birinci paneldə bölmə PAS (dövri turşu-Schiff reaksiyası) ilə boyanır və quru lövhəyə xas olan "çivili top" görünüşünü nümayiş etdirən mərkəzdə yerləşən lövhə lezyonunu göstərir). İkinci paneldə bölmə PAS ilə boyanır və vCJD üçün xarakterik olan bir sıra qondarma "çiçəkli lövhələr" göstərir, hər bir halda vakuolların çobanyastığına bənzər nümunəsi ilə əhatə olunmuş mərkəzi lövhə lezyonu var. Üçüncü panel, anti-PrP antiserum ilə hidrolitik avtoklavlamadan sonra immunolənglənmiş bölmədir və GSS-nin lövhə lezyonlarında PrP varlığını aşkar edir.

(Orta Sıra) CJD üçün xarakterik olan süngərvari dəyişikliklər. İnsan sporadik CJD vəziyyətindən beyin homogenatı ilə aşılanmış ximerik siçan-insan-siçan transgenini daşıyan təsirlənmiş transgen siçandan əldə edilən bölmə.

(Alt sıra) CJD olan bir şəxsdən və təsirlənməmiş bir şəxsdən beyin bölməsinin histoblot təhlili. Təsirə məruz qalan şəxsin kortikal mantiyasında PrP-nin geniş boyanmasını göstərən anti-PrP antikoru ilə boyama).

Əksər CJD hallarının baş verməsi sporadik olsa da, otosomal-dominant ötürülmə halların 10% -ni təşkil edir. CJD-nin şimpanzeyə üfüqi ötürülməsi erkən nümayiş etdirilmişdir (Gibbs et al., 1968), lakin xüsusilə diqqətəlayiqdir ki, insanlar arasında yatrogen yolla, yoluxmuş buynuz qişaların transplantasiyası və ya insan hipofiz vəzilərindən alınan böyümə hormonunun yeridilməsi (bax. DeArmond və Prusiner, 1996).

Böyük Britaniyada bu yaxınlarda bildirilmiş atipik patologiyası olan bir sıra erkən başlanğıclı CJD halları daha da diqqəti çəkir (Will və digərləri, 1996 və Şəkil 1-ə baxın), dəli dana xəstəliyindən əziyyət çəkən inəklərdən ət istehlakı ilə ötürüldüyü irəli sürülür. , Britaniya sürülərində bu yaxınlarda süngərvari ensefalopatiya epidemiyası (bax: Anderson et al., 1996, epidemiyanın inkişafı ilə bağlı). Xəstə inəklərdən beyin homogenatının intraserebral yeridilməsi yolu ilə makakalarda klinik və patoloji cəhətdən oxşar CJD istehsalına dair son hesabatlar (LasmÃzas et al., 1996b) və insan hadisələri ilə iribuynuzlu süngər ensefalopatiyası (BSE) arasında paylaşılan biokimyəvi xüsusiyyətlər. (Collinge et al., 1996), BSE-nin insana ötürüldüyünü göstərir.

Proteinin iştirakı

Bu, təkrarlanan polisaxariddən nukleoprotein kompleksinə qədər yoluxucu agentin təbiəti haqqında bir sıra fərziyyələrə səbəb oldu (bax: Prusiner, 1982). Bu modellər arasında Qriffitin zülalın kortəbii şəkildə və ya dəyişdirilmiş konformasiyanın ekzogen daxil edilməsi yolu ilə normal energetik cəhətdən əlverişli konformasiyadan başqa bir konformasiyaya “çevrilməsinin” bu xəstəlikləri izah edə biləcəyini təklif etdiyi qabaqcıl bir fərziyyə var idi (Griffith, 1967).

Stenli Prusiner və həmkarları yoluxucu fəaliyyətin biokimyəvi zənginləşdirilməsinə nail olana və onun spesifik bir zülalla əlaqəsini göstərənə qədər yoluxucu agentin molekulyar təbiəti 15 il ərzində sınaqdan keçirilməmişdir. 1982-ci ilin əvvəlində Prusiner və iş yoldaşları polietilen qlikol çöküntüsü, mikrokok nükleazının həzmi, məhdud proteinaz K həzmi və saxaroza sıxlığının qradiyenti daxil olmaqla bir sıra addımlar vasitəsilə əldə edilən yoluxmuş beynin homogenatından skrapie infeksiyasının 1000 dəfə zənginləşməsini bildirdilər. al., 1982 Prusiner, 1982). Ən yüksək aktivlik amorf materialdan ibarət aqreqatların və 25 nm x 100-200 nm ölçülü yastı çubuqların müşahidə edildiyi 25% və 60% saxaroza arasındakı interfeysdəki bir hissədən gəldi. Zənginləşdirilmiş aktivlik proteinaz K, dietilpirokarbonat, sidik cövhəri, xaotroplar, fenol və SDS tərəfindən təsirsiz hala gətirildi, lakin nukleaz müalicəsi və ya UV şüalanması ilə ləğv edilmədi. Zülal üçün xarakterik olan bu davranış Prusiner və iş yoldaşları tərəfindən zülallı yoluxucu hissəcik üçün "prion" adının yaranmasına səbəb oldu (Prusiner, 1982, həmçinin Prusiner et al., 1980).

Eyni işçilər, xüsusi olaraq yoluxmuş hamster beynində mövcud olan, lakin normal beyində olmayan və SDS-PAGE-də 27-30 kDa nisbi miqrasiya nümayiş etdirən, məhdud proteinaz K həzminə davamlı PrP təyin edilmiş bir zülal təyin etdilər (Bolton et al., 1982 Prusiner et al., 1982). Bu növün infeksiyanın əlavə məhsulu olub-olmadığını və ya birbaşa məsuliyyət daşıdığını dərhal ayırd etmək mümkün deyildi, baxmayaraq ki, proteinaz K-davamlı PrP 27-30-un yoluxuculuqla copurifikasiyası onun səbəb-nəticə əlaqəsi olduğuna dair əsaslı sübutlar təqdim etdi. Eynilə, ilk dəfə Merz və digərləri, 1981-ci ildə müşahidə etdiyi çubuq strukturları, yoluxmuş beynin proteinaz K ilə müalicə olunan ekstraktlarında müşahidə edildi və PrP 27-30 əsas məhsulunu da ehtiva etdi. Bu çubuqlar üçün zənginləşdirilmiş preparatların yüksək yoluxucu olduğu göstərildi (Prusiner et al., 1983 Diringer et al., 1983), baxmayaraq ki, sonrakı tədqiqatlar görünən strukturlardan məhrum olan preparatların da yoluxucu ola biləcəyini göstərdi. PrP 27-30-un zənginləşməsi və yoluxuculuq başqa bir şəraitdə, yuyucu vasitə-lipiddə həll olunan yoluxmuş beyin ekstraktının immunoaffinitə təmizlənməsi aparıldıqda, həm PrP 27-30-un bir neçə 1000 dəfə zənginləşməsini, həm də yoluxuculuğu göstərdi (Gabizon et al., 1988).

Bu, yoluxuculuq və PrP zülalının bəzi formasının mövcudluğu arasında sıx əlaqənin olması anlayışına uyğun idi. Buna baxmayaraq, illərlə səylərə baxmayaraq, hətta ən təmiz nümunələrdə belə, PrP molekullarının yoluxucu vahidlərə nisbəti 105-dir. Belə aşağı infektivlikdə yoluxuculuq üçün digər komponentlərin və ya kovalent modifikasiyaların tələb olunma ehtimalını istisna etmək mümkün deyil. Bununla belə, yüksək dərəcədə təmizlənmiş yoluxucu materialın birliyə yaxın hissəciklərin infeksiyaya nisbəti üçün 100 nt-dən böyük nuklein turşusunun bir molekulundan az olduğu göstərilmişdir (Kellings et al., 1992). Beləliklə, çox güman ki, yalnız zülal fərziyyəsinin nümayişi təmizlənmiş PrP zülalından in vitro yoluxucu hissəciklərin istehsalını tələb edəcək (bu, hər yoluxucu vahidə 1 hissədən az çirklənmə səviyyəsinə malikdir).

Prion Protein Host Kodlanmış Dönüşüm Prosesidir

PrP 27-30-a qarşı yaranan antikorlar PrP zülalını təkcə yoluxmamış heyvanların beynində deyil, həm də bir çox visseral toxumalarda PrPC adlandırılan 33-35 kDa qlikosillənmiş növ kimi müəyyən etdi. Eyni ölçüdə bir zülal skrapie ilə yoluxmuş beyin ekstraktlarında da müşahidə edilmişdir. Maraqlıdır ki, məhdud proteinaz K həzmi həyata keçirildikdə, PrPC tamamilə parçalandı, halbuki yoluxmuş beyində PrPSc adlanan zülalın bir hissəsi yalnız qismən parçalandı və PrP 27-30 növünü yaratmaq üçün 66 NH2-terminal amin turşusunu çıxardı. Beləliklə, PrP zülalının ən azı iki fərqli konformasiya vəziyyəti var: hər yerdə tapılan proteaza həssas və infeksiya şəraitində proteaza davamlı. Ola bilsin ki, bu cür proteaza davamlı davranışla əlaqəli əlavə müşahidədir ki, PrPC həll olunan zülal olsa da, PrPSc forması inadla həll olunmur, yoluxmuş beyindən zənginləşdirilmiş fraksiyalarda amorf aqreqatlarda lokallaşdırılır (məsələn, Meyer et al., 1986). İstənilən halda, həm eksperimental, həm də klinik diaqnostikada PrPSc in situ aşkarlanmasına imkan vermək üçün PrPSc formasının proteaz müqavimətinə istinad edilmişdir. Bu, PrPC-ni çıxarmaq üçün proteinaz K ilə əvvəlcədən müalicə, ardınca immunolokalizasiya üçün PrPSc epitoplarını ifşa etmək üçün guanidin müalicəsi ilə həyata keçirilir (Taraboulos et al., 1992, Şəkil 1 histoblotuna baxın).

PrPC və PrPSc-nin eyni əsas strukturunu nəzərə alsaq, PrP zülalının normal vəziyyətinin infeksiya ilə əlaqəli formaya "çevrilməsi" prosesinin ya posttranslational modifikasiyanı, ya da konformasiya dəyişikliyini ehtiva edəcəyi görünürdü (məsələn, Hope et al., 1986). ). Geniş biokimyəvi xarakteristikası PrPC və PrPSc zülalları arasında hər hansı kovalent fərqi tapa bilmədi (məsələn, Stahl et al., 1993). Bunun əksinə olaraq, fiziki ölçmələr PrP formalarında dramatik uyğunlaşma fərqini nümayiş etdirdi. Məsələn, Furye transformasiyasının infraqırmızı spektroskopiyası və dairəvi dikroizmi göstərir ki, PrPC formasının spiral məzmunu 40% təşkil edir, vərəq azdır və ya yoxdur (Pan et al., 1993).

Bunun əksinə olaraq, PrP 27-30 forması 50% vərəq və yalnız 20% spiral ehtiva edir (Caughey et al., 1991 Pan et al., 1993 Safar et al., 1993). Siçan PrPC fraqmentinin bu yaxınlarda təqdim edilmiş həll strukturu PrPC-nin bu hissəsinin ikinci dərəcəli struktur məzmununu birbaşa təyin etməyə imkan verdi (Riek və digərləri, 1996). FTIR tədqiqatı ilə razılaşma əladır: PrP 121-232 növlərindəki 109 həll oluna bilən qalıqdan 43-ü spiral şəklində (40%), yalnız 8 qalıq isə iki qısa antiparalel teldə (7%) yerləşir (bax Şəkil 3B) ).

Şəkil 2. PrPC-nin PrPSc-ə çevrilməsi üçün sxematik model

Nüvələşmə-polimerləşmə modelində PrPC forması (dairələr) və PrPSc forması (kvadratlar) arasında çevrilmə təbii olaraq sürətlidir. Bununla belə, PrPSc kvadratlarının kollektivi tərəfindən təyin edilmiş sabit nüvə kimi çıxış etmək üçün kifayət qədər böyük bir aqreqat olmadıqda, PrPC forması termodinamik olaraq üstünlük təşkil edir. Şablon yardım modelində, PrPC və ya dəyişdirilmiş uyğunlaşmanın, PrPInt-in PrPSc-ə çevrilməsi PrPSc olmadıqda olduqca yavaş olur, lakin çevrilmə prosesi effektiv şəkildə geri dönməzdir. PrPSc digər PrPInt molekullarının PrPSc konformasiyasına çevrilməsini kataliz edərək özünü yaymağı bacarır. Konversiya prosesində əlavə naməlum amillər, məsələn, molekulyar şaperon da iştirak edə bilər (mətnə ​​bax).

Şəkil 3. Prion zülalının quruluşu

(A) Yetkin insan PrP-nin ilkin quruluşu. NH2-terminal ifrazat siqnalının və GPI anker yerindən kənarda yerləşən COOH-terminal bölgəsinin proteolitik işlənməsindən sonra 23-231 qalıqları olan yetkin zülalın ardıcıllığı göstərilir. İrsi insan xəstəliyi ilə əlaqəli mutasiyalar xəttin üstündə qırmızı rənglə, təbii olaraq meydana gələn polimorfizmlər isə xəttdə pay/məxrəc kimi bənövşəyi rənglə göstərilir. Ulduz işarəsi amin turşusu 145-də dayanma kodonunu yaradan mutasiyanı göstərir. Növlərin maneələrində iştirak edən qalıqlar da insan və siçan (mavi rənglə işıqlandırılır) və siçan ilə hamster arasında (sarı rənglə işıqlandırılır) göstərilir. NMR strukturundan (Riek et al., 1996) müəyyən edilən siçan PrP-nin müvafiq bölgəsinin 123-231 ikincili strukturu birincil ardıcıllığın yuxarısında oxlar və silindrlər ilə spirallarla təmsil olunmuşdur.

(B) Siçan prion protein domeninin strukturu PrP121-231. Bu yaxınlarda NMR tərəfindən müəyyən edilmiş siçan PrP121-231 strukturunun iki əks üzü göstərilir (Riek və digərlərindən, 1996-cı ildən icazə ilə götürülmüşdür). Lent diaqramları iki sol paneldə göstərilir, üç spiral və qısa antiparalel iki telli vərəq göstərilir. Yuxarı sol paneldə yaşıl rəng yaxşı həll edilmiş döngə quruluşunu, bənövşəyi rəng zəif həll edilmiş döngə quruluşunu göstərir. Bir disulfid bağı ağ rəngdə göstərilmişdir. Sol alt paneldə irsi prion xəstəliyi ilə əlaqəli yan zəncirlər qırmızı rənglə, siçan və insan arasındakı növ maneəsində iştirak edə biləcək qalıqlar mavi rənglə göstərilmişdir (Q168 yan zənciri göstərilmir). (Qeyd edək ki, yan zəncirin nömrələnməsi [A]-da göstərilən insan ardıcıllığına uyğundur). Solventlə əlçatan olan iki qlikozilləşmə sahəsi də yaşıl rəngdə və disulfid bağı sarı rəngdə göstərilmişdir. Elektrostatik potensial planlar iki sağ paneldə göstərilir, müsbət yük mavi, mənfi yük isə qırmızı kimi göstərilir. Üst paneldə göstərilən molekulun aspektinin, ehtimal ki, membranla üz-üzə olması təklif edilmişdir, əksinə, mənfi yüklü aspekt (aşağı panellər) hələ müəyyən edilməmiş liqand üçün bir bağlayıcı səth təqdim edə bilər (mətnə ​​bax).

Dönüşüm Prosesi: "Yoluxucu" PrPSc üçün Hədəf kimi Endogen PrPC

Siçanlar üzərində aparılan iki fərqli genetik tədqiqat yoluxucu hissəciklərin endogen PrPC zülalından əmələ gəldiyinə dair bəlkə də ən güclü sübut təqdim etdi. Birində, spontan prion xəstəliyi, GSS xəstələrindəki ilə homolog bir əvəzetmə ilə bir siçan PrP ifadə edən, aşılanmamış transgen siçanlarda müşahidə edildi (Hsiao et al., 1990 Hsiao et al., 1994 Telling et al., 1996a). Əhəmiyyətli odur ki, bu siçanlardan alınan beyin homogenatları, əks halda xəstəliyi inkişaf etdirməyəcək eyni mutant PrP zülalının aşağı səviyyələrini ifadə edən transgen siçanlara aşılandıqda prion xəstəliyini ötürə bilər (Hsiao et al., 1994 Telling et al., 1996a). Beləliklə, yoluxucu hissəciklər yaratmaq üçün lazım olan bütün komponentlər siçanlarda endogen olaraq mövcuddur. Üstəlik, görünür ki, sonuncu tədqiqatda endogen PrP geninin çıxarılması xəstəliyin erkən başlamasına və aşılanmamış transgen ştammda daha ağır patologiyaya gətirib çıxardı ki, bu da vəhşi tipli PrP-nin mövcudluğunun mutant transgendən xəstəlik istehsalına bir şəkildə mane olduğunu əks etdirir.

Tədqiqatın ikinci prospektində, yoluxuculuq yaratmaq üçün PrPC zülalına olan tələb birbaşa göstərildi ki, endogen PrP genində (Prnp0/0) pozulma olan siçanlar həm prion xəstəliyinə davamlıdır, həm də yeni yoluxucu hissəciklər yarada bilmir (Beeler et al. ., 1993 Prusiner et al., 1993). Bu müşahidələrin irəli sürdüyü sadə fərziyyə ondan ibarətdir ki, endogen PrPC PrP molekulunun yoluxucu formasının təsiri ilə PrPSc konformasiyasına çevrilir. Bununla belə, hətta ən təmiz PrPSc nümunələrinin aşağı spesifik aktivliyini və bəzi hallarda proteaza davamlı material (məsələn, GSS siçanları) olmadıqda həm xəstəlik, həm də yoluxuculuq ola biləcəyinin müşahidə edildiyini nəzərə alsaq, mümkün olaraq qalır. PrP-nin yoluxucu forması proteaza davamlı PrPSc formasından fərqlidir.

Konversiya Host-xüsusi prionlar istehsal edir və növlərarası "maneələr" ilə məhdudlaşdırılır.

Endogen PrPC-dən yeni PrPSc-nin əmələ gəldiyi homoloji çevrilmə reaksiyası üçün proqnozlaşdırıldığı kimi, hamster PrPC-ni ifadə edən transgen siçanların beyinlərində PrPSc növləri hamster prionları ilə sınaqdan sonra müəyyən edildikdə, hamster PrPSc zülalı müşahidə edildi ( Prusiner et al., 1990). Müvafiq olaraq, əgər transgen heyvanlar siçan prionları ilə aşılanıbsa, yoluxmuş beyində siçan PrPSc müşahidə edilib.

PrPSc ilə homoloji qarşılıqlı əlaqənin PrPC strukturunda yeri kimerik genləri daşıyan transgenik siçanların istehsalı ilə araşdırıldı. Siçandan 5 qalıq ilə fərqlənən hamster ardıcıllığının (kodonlar 94-188) orta hissəsi siçan PrP-nin müvafiq bölgəsi ilə əvəz edildikdə, transgen siçanların gözlənildiyi kimi, kimerik PrPSc istehsal edən hamster prionlarına həssas olduğu müşahidə edildi. (Scott et al., 1993 və bax Şəkil 3A).

In Vitro Konversiya

İn vitro reaksiyanın in vivo olaraq hamster, siçan və hamster-siçan kimeraları arasında çevrilmə reaksiyasında növ spesifikliyinin in vitro reaksiya ilə çoxaldıldığına dair təklifi dəstəkləməklə (Kocisko et al., 1995). Bundan əlavə, in vitro sistemdə, ehtimal ki, fərqli PrPSc konformasiyalarını əks etdirən iki mink prion ştammından PrPSc-nin fərqli proteinaz K müqavimət nümunələri in vitro sistemdə təkrarlana bildiyi üçün (aşağıda müzakirə olunur) "ştamm" spesifikliyinin qorunub saxlanılması müşahidə edilmişdir (Bessen et al. ., 1995).

PrPC-nin PrPSc-ə çevrilməsi üçün modellər

Bir modeldə PrPSc-nin əmələ gəlməsi nüvələşmədən asılı polimerləşmə prosesidir. Əvvəlcədən mövcud olan aqreqat olmadıqda, PrPC və PrPSc arasında çevrilmə geri çevrilə bilər, lakin PrPSc monomeri PrPC-dən daha az sabitdir. PrPSc aqreqatları, əksinə, xoşagəlməz PrPSc uyğunlaşmasını bağlayaraq və sabitləşdirərək PrPC-nin çevrilməsini təşviq edir. Beləliklə, sabit çevrilmə prosesi üçün maneə, molekullararası qarşılıqlı təsirlərdən əldə edilən sərbəst enerji, minimum ölçülü nüvəyə qədər bağlanmanın entropik dəyərini üstələmədiyi üçün aşağı nizamlı aqreqatların əmələ gəlməsinə üstünlük verilməyən ilkin nüvələşmə prosesi səviyyəsindədir. əldə edilir.

Nüvənin konversiyadan əvvəl formalaşması tələbi, aqreqasiya prosesinin müəyyən xüsusiyyətlərini, o cümlədən aqreqatların ilkin formalaşması üçün kritik protein konsentrasiyasını aşmaqdan asılılığı və geriləmə mərhələsini göstərən kinetikanı proqnozlaşdırır. In vitro konversiya prosesi belə xüsusiyyətləri göstərir (Caughey et al., 1995), lakin PrPSc nüvəsinin artıq mövcud olub-olmaması tədqiqatın dizaynından aydın deyil. Minimum sabit nüvənin nisbətən böyük ölçüsü belə bir hissəciyi həll olunmaz hala gətirir və buna görə də in vitro reaksiyada ölçüləri 300 kDa-dan çox olan yüksək dərəcəli PrPSc aqreqatları olan fraksiyaların proteaz müqavimətinə çevrilməsinə vasitəçilik edə biləcəyi müşahidəsini izah edə bilər. kiçik ölçülü fraksiyalar isə edə bilmədi. Beləliklə, infeksiya aqreqasiyanı başlatan "toxum" təqdim edərək nüvələşmənin yavaş addımından yan keçəcək.

Təklif olunan ikinci mexanizmdə PrPSc forması PrPC-dən daha sabitdir, lakin kinetik cəhətdən əlçatmazdır (Prusiner, 1991 Şəkil 2). Bu halda, PrPSc PrPC molekulunun və ya qismən qeyri-stabilləşdirilmiş ara məhsulun daha sabit PrPSc konformasiyasına yenidən təşkilini kataliz edərək çevrilməni təşviq edə bilər (Şəkil 2). Daha sonra yoluxuculuq PrPSc molekulunun mövcud ara molekullara bağlanmaq və onların çevrilməsini kataliz etmək qabiliyyətinə güvənəcək. Bu şablon yardım modelinə görə, genetik irsi xəstəliklər qeyri-sabit ara məhsulun populyasiyasını artıran və/yaxud bu formanın kortəbii olaraq PrPSc-ə çevrilmə sürətini artıran mutasiyalar nəticəsində yaranır.

Təklif olunan mexanizmlərin hər ikisi üçün fiziki presedentlər mövcuddur. Nüvələşmə-polimerləşmə vəziyyətində, tubulin polimerləşməsi, kristal böyüməsi, oraq şəklində hemoglobin əmələ gəlməsi, viral kapsid yığılması və bakteriya flagellar polimerləşməsi ilə oxşarlıq var. Flagellar polimerləşmə xüsusilə öyrədici ola bilər. Çörək monomer vahidi, flagellin, flagellumun böyüyən ucuna daxil olur (Asakura et al., 1964 Asakura et al., 1966). Məhluldakı monomerlər, hətta təqribən millimolyar konsentrasiyada belə, kortəbii nüvələşə bilməyən bir konformasiya tutur, lakin qarışığa parçalanmış flagellum toxumu yerləşdirilirsə, polimerləşmə sürətlə baş verir. Maraqlıdır ki, polimerləşən monomerlər "şablonlaşdırma" davranışını əks etdirən hətta heteroloji toxum materialının konformasiyasını qəbul edə bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, yuxarıdakı "aqreqatlar" müntəzəm təkrarlanan bir quruluşa sahib olsalar da, fizikada nüvələşmə prosesinin altında yatan heç bir şey yoxdur ki, əmələ gələn aqreqatların uzun məsafəli nizama sahib olmasını tələb etsin.

Şablonla dəstəklənən, katalizləşdirilmiş çevrilmə mexanizmi üçün də presedent mövcuddur ki, burada PrPC hər hansı nəzərə çarpan sürətlə daha sabit PrPSc-ni kortəbii şəkildə əmələ gətirməyən metastabil uyğunluqdur. Son bir neçə il ərzində bir sıra zülalların kinetik nəzarət altında bu cür konformasiyaları tutduğu müşahidə edilmişdir, yəni onlar həqiqi sərbəst enerji minimumlarından böyük bir maneə ilə ayrılmışlar. Bunlara qrip hemaqlütinin (Baker və Agard, 1994a), proteaz inhibitorlarının serpin ailəsi (Sifers, 1995) və subtilisin və -litik proteaz da daxil olmaqla bir sıra proteazlar (Baker və Agard, 1994b) daxildir. Alfa-litik proteazın bu son hadisəsi xüsusilə aşkardır.

Burada ərinmiş kürəyəbənzər ara məhsul I və yerli vəziyyət N arasındakı qarşılıqlı çevrilmə son dərəcə yavaşdır, bir ay ərzində az və ya heç bir çevrilmə etməyə imkan verir (25 kkal/mol maneəni əks etdirir). Bununla belə, çevrilmə təbii olaraq meydana gələn propeptid bölgəsinin cis və ya transda bağlanması ilə kəskin surətdə sürətlənir, bu da bir neçə dəqiqə ərzində N-yə bükülmənin baş verməsinə imkan verir (propeptid maneəni 14 kkal/mol azaldır). Bu davranış, PrP-nin qatlanmasının da kinetik nəzarət altında olması ehtimalını artırır, PrPSc vəziyyəti termodinamik olaraq üstünlük təşkil edir, lakin kinetik cəhətdən əlçatmazdır. PrPSc PrPC-nin PrPSc-yə çevrilməsini -litik proteazın I və N halları arasında katalizləşdirilmiş çevrilmənin analoji şəkildə sürətləndirə bilsəydi, yoluxucu prion xəstəliyi nəticələnə bilər.

Nüvələşmə və katalizləşdirilmiş çevrilmə mexanizmlərinin bir-birini istisna etmədiyini qeyd etmək vacibdir. Məsələn, ilkin olaraq nüvələşmə prosesi ilə əmələ gələn aqreqatın səthinin çevrilməmiş monomerlərin konformasiya dəyişikliyini kataliz etdiyi hibrid mexanizm ola bilər.Həqiqətən, in vitro flagella meydana gəlməsi vəziyyətində, kinetik tədqiqatlar flagellumun ilkin, geri dönən, bağlanan və sabit birləşməsi arasında bir gecikmə göstərir (Asakura, 1968). Bundan əlavə, NMR tədqiqatları göstərir ki, məhluldakı monomerlərdə pozulmuş flagellin NH2 və COOH terminləri polimerləşmə prosesi zamanı nizamlanır (Aizawa et al., 1990). Analoji olaraq, PrPSc aqreqatı ilə ilkin qarşılıqlı əlaqədən sonra PrPC-nin bu şəkildə çevrilə biləcəyini nəzərə almaq cəlbedici görünür.

Digər amiloid əmələ gətirən xəstəliklər konformasiyanın yenidən qurulması mexanizmini araşdırmaq üçün əlavə imkanlar təklif edir. Ən azı 15 insan xəstəliyi var ki, bu xəstəlikdə amiloid kimi tanınan xarakterik həll olunmayan liflərdə spesifik zülalın yığılması baş verə bilər, bu liflər adətən 60-100 diametrdə olur və Konqo Qırmızı boya ilə boyandıqda xarakterik qoşa qırılma nümayiş etdirirlər (bax. Kelly, 1996). Bu amiloid xəstəlikləri amiloid çöküntüsü yerlərindən asılı olaraq müxtəlif klinik görünüşlərlə nəticələnir və amiloid zülalının çökməsi ilə əlaqəli neyrodegenerasiyanın baş verdiyi Alzheimer xəstəliyi daxildir.

Doğma vəziyyətdə fərqli qıvrımlara baxmayaraq, bu xəstəliklərdə iştirak edən bütün zülallar amiloid fibrilində ümumi bir quruluşa uyğunlaşma dəyişikliyinə məruz qalır, bu, tellərin amiloid lifinin oxuna perpendikulyar düzüldüyü "çarpaz" təkrar quruluşdur. Sinxrotron şüalanması ilə bu yaxınlarda aparılan lif difraksiyasının tədqiqi göstərir ki, əslində, lif oxuna perpendikulyar yerləşmiş təbəqələrdir və onlar davamlı spiral kimi düzülmüşdür (Blake və Serpell, 1996). Prion xəstəliyində olduğu kimi, digər amiloidozlar da müvafiq kodlaşdırma ardıcıllığında irsi mutasiyalarla başlaya bilər ki, bu da yəqin ki, bu zülalların yerli vəziyyətini qeyri-sabitləşdirir və onların amiloiddəki ümumi konformasiyaya uyğunlaşmasına imkan verir. Bu cür destabilizasiya bu yaxınlarda iki təmizlənmiş amiloidogen lizozim variantı üçün zərif şəkildə nümayiş etdirildi, halbuki onlar enzimatik olaraq aktiv idilər və vəhşi tiplə demək olar ki, eyni olan konformasiyalarda kristallaşdılar, yabanı tipdən fərqli olaraq 37°C-də məhlulda inkubasiya edildikdə deyterium mübadiləsindən çox az qorunma və ya heç bir qorunma nümayiş etdirmədilər. (Booth et al., 1997). Xəstə materialından təcrid olunmuş lizozim fibrilləri yalnız mutant lizozimləri ehtiva edirdi, heterozigot fərdlərdə mövcud olan vəhşi tipli zülal qəbul edilməmişdir. Bu, prion xəstəliyini digər amiloidozlardan fərqləndirən əsas fərqi vurğulayır, yəni PrP-nin yığılmış forması həm də mutasiya olunmamış zülalın yenidən təşkilini təşviq edə bilir və bununla da xəstəliyin ötürülməsinə imkan verir.

Başqa bir amiloidoz, ailəvi amiloidotik polineyropatiya ilə aparılan son tədqiqatlar, amiloidogen çevrilmə prosesinə dair əlavə məlumat verir (Kelly, 1996 Lai et al., 1996). İştirak edən zülal, transtiretin (TTR) yerli formada homotetramerdir, onun alt bölmələri səkkiz telli təbəqə sendviçləridir. In vitro, pH 4-5-ə məruz qaldıqda, TTR üçüncü struktur dəyişikliyinə məruz qalan monomerlərə ayrılır və amiloid əmələ gəlir (Lai et al., 1996). Prion çevrilməsində olduğu kimi, TTR amiloid əmələ gəlməsinə nəzarət ya amiloid aqreqatının istehsal mərhələsində, ya da kinetik nəzarəti işə salan monomerin yenidən təşkili mərhələsində ola bilər. Hər iki mexanizm in vitro TTR ilə müşahidə edilmişdir. Nüvələşmə pilləsinə dəstək olaraq, fibril formalaşmasının gecikmə fazası nümayiş etdirdiyi və amiloidogen monomerin əlavə edilməsi ilə başlandıqdan sonra sürətləndiyi müşahidə edildi. Kinetik nəzarəti dəstəkləmək üçün, denaturantdan təkrar qatlanma zamanı pH 4.4-də yerli zülaldan başlayaraq müşahidə ediləndən daha çox TTR amiloidi əmələ gəlmişdir ki, bu da amiloidogen ara məhsul və yerli tetramer arasında kinetik maneəni əks etdirir.

Beləliklə, TTR üçün hər iki nəzarət növü in vitro müşahidə edilsə də, in vivo sürəti məhdudlaşdıran addımın hansı olduğu aydın deyil. Fizioloji temperaturda, pH və ion gücündə amiloidogen formanın əmələ gəlməsi üçün kinetik maneə nə qədər yüksəkdir? Xüsusilə, amiloidogen ara məhsulun katalizləşdirilmiş formalaşması olmadan, bu ara məhsulun səmərəli polimerləşməni təşviq edəcək sabit nüvə yaratmaq üçün kifayət qədər yığılması necə ola bilər?

Alternativ olaraq, ara məhsulun istehsalına maneə in vivo o qədər yüksəkdirsə ki, katalitik hadisə tələb olunur, əvvəlcədən mövcud çevrilmiş zülal olmadıqda belə bir hadisəyə nə vasitəçilik edir? Nəhayət, in vitro şəraitdə toxum səpmə hadisələrinin müşahidəsini nəzərə alsaq, prionlardan fərqli olaraq, TTR aqreqatlarının zahirən yoluxucu olmaması nəyə görədir? Bu PrPSc-nin daha böyük sabitliyinin xüsusiyyətidirmi? Yoxsa müvafiq aqreqatlar müxtəlif orqan sistemləri tərəfindən fərqli şəkildə işlənir?

Bu cür potensial fərqli fiziologiya ilə bağlı iki müşahidə diqqətə layiq görünür. TTR vəziyyətində, TTR fibrillərini təmizləyən bir mexanizm bu yaxınlarda göstərilmişdir (Tan və digərləri, 1995) və prion xəstəliyi vəziyyətində, hətta siçanların prionlarla intraserebral aşılanmasından sonra belə müşahidə edilmişdir. dalaqda infektivliyin erkən əldə edilməsi, uzun müddət beyində infeksiyanın hər hansı bir görünüşündən əvvəl (Eklund et al., 1967 Kimberlin və Walker, 1979 Weissmann et al., 1997). Neyroinvaziyanın lehinə olan limforetikulyar sistemdə ilkin replikasiya mərhələsinə uyğun olaraq, SCID siçanları immunokompetent yavrularla (14 heyvanın 13-ü) müqayisədə peritondaxili inokulyasiyadan sonra (18 heyvandan yalnız 6-sı təsirlənmiş) MSS xəstəliyinə nisbətən davamlı idi (Lasmzas et al. başqaları, 1996a həmçinin Kitamoto et al., 1991). Ehtimal ki, xəstəlik inkişaf etdirən SCID heyvanları birbaşa sinir yayılma yolu ilə CNS infeksiyası əldə etdilər, erkən tədqiqatlarda periferik sinir sistemindən onurğa beyninə qədər uzanmağı təklif etdilər (məsələn, Kimberlin və Walker, 1979).

Prion "Strains": Çoxlu Fərqli PrPSc Konformasiyaları

Bu müxtəlif konformasiyalar ya fərqli üçüncü strukturları, ya da alternativ olaraq eyni qatın müxtəlif dördüncü birləşmələrini təmsil edə bilər. Sonuncu vəziyyət, bir çox zülalların öz doğma formalarını müxtəlif kristal qəfəslərə yığmaq qabiliyyətini və ya müxtəlif toxumların əlavə edilməsi ilə fərqli strukturların əmələ gəlməsi ilə nəticələnən bayraqlı filamentlərin yığılmasını xatırladır. Kristallaşmanın məşhur obyekti olan toyuq yumurtası lizozimində olduğu kimi, bu cür müxtəliflik əhəmiyyətli ola bilər, ən azı beş müxtəlif kristalloqrafik məkan qrupuna yığılması göstərilir.

Alternativ olaraq, ştama spesifik xüsusiyyətlər verən N-əlaqəli qlikozilləşmə kimi modifikasiyaların olması mümkündür, baxmayaraq ki, bu modifikasiya mədəni hüceyrə sistemində proteinaz K-yə davamlı PrPSc əldə etmək üçün lazım deyildir (Taraboulos et al. , 1990). Konformasiya və ya kovalent fərqlərin məsul olub-olmamasından asılı olmayaraq, mümkün görünür ki, inkubasiya vaxtı və beyin lokalizasiyasının deformasiyaya xas xüsusiyyətləri PrPSc-nin müxtəlif formalarının xüsusi CNS hüceyrələrinə hədəflənməsini əks etdirə bilər. Bu hüceyrələr daha sonra yeni çevrilmiş molekullara eyni formanı verəcəkdir (Hecker et al., 1992 Weissmann et al., 1997).

Fərqli ştammlar yaratmaq üçün ilkin struktur fərqlər lazım olmasa da, bu yaxınlarda insan prion xəstəliyində ştam xüsusiyyətlərinin ilkin ardıcıl mənşəyinə dair bir nümunə bildirilmişdir (Telling et al., 1996b). İnsan D178N FFI deqlikozilləşmədən sonra 19 kDa proteinaz K-davamlı PrPSc ilə, həm ailəvi, həm də sporadik CJD 21 kDa növlə əlaqələndirilir. Müvafiq insan beyni homogenatlarının ximerik siçan-insan siçanı (MHuM) PrP transgeni olan Prp ilə silinmiş siçanlara aşılanması, müvafiq ölçülü PrPSc ilə əlaqəli xəstəlik törədib, bu, iki fərqli PrPSc növünün tək əsas MHuM PrP strukturunu müxtəlif formalara şablonlaşdıra biləcəyini göstərir. uyğunluqlar.

Gərginlik fərqlərinin mənşəyi və təbiətinin öyrənilməsinin əhəmiyyəti bu yaxınlarda Britaniya mal-qarasında BSE epidemiyası ilə əlaqəli görünən bir sıra vCJD hallarının hesabatları ilə vurğulanmışdır (Will et al., 1996). Az sayda hallara baxmayaraq, bir sıra müşahidələr nvCJD-nin sporadik CJD-dən fərqli yeni bir xəstəliyi təmsil etdiyini göstərir. Birincisi, nvCJD, çobanyastığına bənzər vakuolasiya nümunəsi ilə bəzədilmiş bol "çiçək lövhələri" ilə xarakterizə olunan fərqli bir patologiyaya malikdir (Şəkil 1). İkincisi, sporadik CJD ilə müqayisədə daha gənc başlanğıc yaşı var. NvCJD-nin mal-qaradan primatlara ötürülə biləcəyi anlayışı, BSE ilə yoluxmuş beyin ekstraktının makaka meymunlarına intraserebral aşılanmasının nvCJD xəstələrinə bənzəyən xəstəlik və patoloji əmələ gətirdiyi müşahidəsi ilə dəstəkləndi (Lasmžzas et al., 1996b).

Bu, nvCJD-nin növ baryeri ilə daha az məhdudlaşan yeni müəyyən edilmiş prion ştammı olması ehtimalını artırdı. Bu yaxınlarda nvCJD xəstələrinin proteinaz K-yə davamlı PrPSc növlərinin nümunəsini araşdıran tədqiqatlarla, xüsusən də di-, mono- və qeyri-qlikosillənməmiş növlərin sporadik və ya iatrogenik CJD və homogenatları olan xəstələrin beyin homogenatlarının müqayisəsi ilə təsdiq edilmişdir. pişiklər və makaka da daxil olmaqla BSE ilə yoluxmuş heyvanlardan (Collinge et al., 1996). nvCJD-nin sporadik və ya qazanılmış CJD-dən fərqli olaraq, BSE ilə yoluxmuş heyvanlarla ümumi bir nümunəni paylaşdığı müşahidə edilmişdir. Proteinaz K-davamlı diglikosilləşdirilmiş növlər xüsusilə diqqəti cəlb edirdi və bu PrPC-nin bu formasının BSE-vasitəçili konformasiya dəyişikliyinə daha həssas olub-olmaması və ya üstünlüklə diglikosilləşdirilmiş PrP istehsal edən hüceyrələrin populyasiyasının BSE tərəfindən daha asanlıqla hədəfə alına biləcəyi suallarını doğururdu (Aguzzi və Weissmann, 1996).

Vivo-da Dönüşüm Prosesi

Becərilmiş hüceyrə sistemində aparılan əlavə tədqiqatlar göstərdi ki, PrPSc-yə çevrilmə ekzogen PI-spesifik fosfolipaz C və ya proteazlar əlavə etməklə bloklana bilər ki, bu da PrPC-nin ya hüceyrə səthində, ya da hüceyrə səthindən endositik yola daxil olduqdan sonra konversiyaya məruz qaldığını göstərir. Caughey və Raymond, 1991 Borchelt et al., 1992). Daxililəşdirmə tələbini dəstəkləmək üçün, endositozu gecikdirən aşağı temperaturda inkubasiya (18°C) də PrPSc istehsalını bloklayır (Borchelt et al., 1992). Lokalizasiyanı dəqiqləşdirmək üçün əlavə səylər göstərdi ki, GPI ilə bağlanmış zülallar DIGS (yuyucu vasitə ilə həll olunmayan qlikosfinqolipidlə zənginləşdirilmiş membranlar) kimi tanınan Triton X-100 həll olunmayan xolesterolla zəngin plazma membran invaginasiyalarında hüceyrə səthində lokallaşdırılır (Brown və Rose, 1992 Smart et al., 1995). Belə bir bölmənin rolunu dəstəkləməklə, mədəni hüceyrə sisteminin xolesterin biosintezinin inhibitoru olan lovastatin ilə müalicəsi konversiya prosesini maneə törədir, lakin bu təsirin PrPC-nin hüceyrə səthinə çatmaması və ya onun fəaliyyətinin pozulması ilə vasitəçilik edildiyi aydın deyildi. çevrilmənin baş verə biləcəyi DIGS (Taraboulos et al., 1995). Əlavə qeyri-müəyyənlik, kəsilmiş PrP-dən GPI lövbərinin olmamasının mədəni hüceyrələrdə proteinaz K-yə davamlı PrPSc növlərinin istehsalını maneə törətdiyini, lakin qarşısını almadığını müşahidə etməklə ortaya çıxır (Rogers et al., 1993).

Xüsusi bölmələr nə olursa olsun, aydın görünür ki, PrPC hüceyrə səthinə çatır və bu lokalizasiya onu ekzogen PrPSc üçün asanlıqla əldə edilə bilən hədəfə çevirə bilər, baxmayaraq ki, hüceyrənin xaricindən təqdim olunan PrPSc-nin PrPC ilə eyni yolu daxil edə biləcəyi eyni dərəcədə aydın görünür. və daxili çevrilməyə vasitəçilik edir. Hansı saytdan asılı olmayaraq, konversiya zülalların müəyyən bir alt dəstini ehtiva edən xüsusi membranlı bölmədə baş verə biləcəyi anlayışı yenidən qurulma tədqiqatları üçün potensiala malikdir. Əgər belə PrPC tərkibli bölmə aşağı sıxlıqlı Tritonda həll olunmayan membran fraksiya kimi təcrid oluna bilirsə, konversiya üçün kritik əhəmiyyət kəsb edən komponentlərin sərhədlərini ayırmağa imkan verən təcrid olunmuş fraksiya ilə konversiyanı yoxlamaq mümkün olmalıdır.

Kimerik insan-siçan PrPC-ni ifadə edən siçanların həssaslığına dair son transgenik tədqiqatlar, şərti olaraq X faktoru adlandırılan PrPC-dən başqa ən azı bir ana amilin infeksiyaya həssaslıqda iştirak edə biləcəyini göstərir (Telling et al., 1995). Mümkündür ki, X faktoru PrPC-yə bağlanan və onun uyğunluğunun dəyişdirilməsinə kömək edən molekulyar şaperon ola bilər. Dönüşüm prosesində şaperonun iştirakı üçün presedent mayada aparılan son tədqiqatlardan irəli gəlir, burada translyasiyanın dayandırılması ilə əlaqəli SUP35 geninin sitosolik lokallaşdırılmış məhsulu bioloji cəhətdən aktiv olmayan birləşdirilmiş molekula çevrilə bilər və cəfəngiyatın bastırılmasının fenotipinə (PSI+) çevrilə bilər. (Chernoff et al., 1995 Patino et al., 1996 Paushkin et al., 1996, həmçinin bax Masison və Wickner, 1995).

SUP35 aqreqatları nüvə rolunu oynayır, yeni sintez edilmiş SUP35 zülalının birləşməsini təşviq edir, PSI+ vəziyyətinin PrPC-dən PrPSc-yə çevrilmə prosesinə bənzər şəkildə yayılmasına imkan verir. Maraqlıdır ki, PSI+ vəziyyətinin saxlanılması molekulyar şaperondan, Hsp104-dən, hər bir alt bölməsində iki ATP bağlayan yer olan böyük homoheksamerik tək halqa strukturundan asılıdır və əvvəllər istehsal edilən protein aqreqatlarını dissosiasiya etməyə meyllidir. istilik şoku ilə (Parsell et al., 1994). Maraqlıdır ki, ya Hsp104-ün silinməsi, ya da onun həddindən artıq ifadəsi SUP35 aqreqatlarının ahəngdar yoxa çıxması və PSI+ vəziyyətinin itirilməsi ilə nəticələndi. PrP çevrilməsi vəziyyətində, Hsp104 kimi ümumi bir şaperon komponenti konversiyanın baş verdiyi mobil yerlərdə indiyə qədər müəyyən edilməmişdir.

PrPC-nin Struktur Tədqiqatları

PrP121-231-in ikinci dərəcəli strukturu üç spiral və iki qısa antiparalel teldən ibarətdir (Şəkil 3B). Glockshuber, Wuthrich və iş yoldaşları bu sonuncu xüsusiyyətin, ehtimal ki, qonşu döngələri özündə birləşdirə bilən vərəqlə zəngin PrPSc formasına uyğunlaşma keçidi üçün "nüvələşmə sahəsi" ola biləcəyini düşünürlər. Maraqlıdır ki, CJD-yə meylliliyə təsir edən metionin/valin polimorfizmi bu iplərdən birinə xəritə verir. Bu mövqedə Met/Val üçün heterozigotluğun qoruyucu olduğu müşahidəsi (Palmer et al., 1991) bu zəncirlərin həm də PrPSc-nin çevrilmə prosesində və ya birləşməsində iştirak edən molekullararası təmaslarda iştirak edə biləcəyi ilə bağlı sual yaradır.

PrP121-231 molekulunun səth xüsusiyyətlərinin təhlili iki fərqli üzü aşkar edir (Şəkil 3B). Biri ümumi elektrostatik cəhətdən müsbətdir, lakin bir-birinə qarışmış hidrofobik yamaqları ehtiva edir ki, bu da onun hüceyrə membranı ilə üzləşə biləcəyini göstərir. Qarşı tərəf, əksinə, elektrostatik olaraq mənfi, iki qlikozilləşmə yerini ehtiva edir. Riek və başqaları. onun hələ naməlum liqandın bağlanma yeri ola biləcəyini göstərir. (Bu, məsələn, başqa bir hüceyrədə PrPC-nin özü ola bilərmi?) Bundan əlavə, bu səth PrPSc üçün əlçatan bir bağlama yeri kimi fəaliyyət göstərməsi təklif edilən birinci spiral olan bir kənarda yerləşir. Bu bölgə ya insan-siçan, ya da hamster-siçan növlərinin maneəsi üçün vacib olması üçün kimerik transgenik tədqiqatların göstərdiyi 14 qalıqdan 5-ni ehtiva edir (Şəkil 3A və Şəkil 3B). Növ baryerində iştirak edən qalan qalıqlardan üçü molekulun əks kənarında yerləşir, ikinci zəncirlə ikinci sarmal arasında döngə bölgəsində yerləşir (yalnız 166-sı Şəkil 3B-də göstərilmişdir). Qalan beş qalıq strukturda mövcud olmayan 90 və 122 qalıqları arasında yerləşən üçüncü ehtimal olunan PrPSc bağlanma yerini təşkil edir.

Maraqlıdır ki, növ baryerinin və insan mutasiyalarının məhv edilməsinin yerləri indiyə qədər bir-birini istisna edir. Spiral 1 də daxil olmaqla bölgə növ maneəsinin müəyyənedicisi kimi görünsə də, insan mutasiyaları xəstəliklərə qarşı iki digər spiralın bölgəsinə xəritə verir, üçü hidrofobik nüvəyə, üçü isə elektrostatik mənfi səthə keçir. Bu cür mutasiyalar, müvafiq olaraq, ya strukturu qeyri-sabitləşdirə bilər, ya da ligand bağlanmasına təsir göstərə bilər.

İndi əldə edilən bu cür struktur məlumatlarla növ maneəsinin bölgələri və insan mutasiyaları ilə konversiya prosesinə aid bir çox struktur-funksiya tədqiqatları aparmaq mümkün olacaq. Məsələn, növ maneəsinə aid olan üç struktur bölgənin nisbi əhəmiyyətini qiymətləndirmək mümkün olmalıdır. Bundan əlavə, təmizlənmiş rekombinant zülal ilə in vitro ölçülən ya azalmış və ya artan PrPC sabitliyinə malik dizayn edilmiş mutantlar yerli PrPC strukturunun destabilizasiyasının in vivo konversiyaya kömək edib-etmədiyini birbaşa yoxlamağa imkan verəcək. Nəhayət, yerli PrPC strukturunda basdırılmış peptidlərə qarşı yaranan antikorlar potensial olaraq PrPSc formasını xüsusi olaraq aşkar etmək üçün reagentlər təmin edə bilər. PrPC nəhayət struktur analizinə imkan versə də, əksinə, PrPSc-nin həll edilməsi üçün protokolların olmaması səbəbindən çevrilmiş formada struktur məlumatı bərk hallı NMR kimi həll olunmayan üsullar tələb edə bilər (məsələn, Heller et al., 1996).

Prion xəstəliyini nə yaradır? Bu PrPC çatışmazlığıdır, yoxsa PrPSc istehsalı?

Digər tərəfdən, PrPC çatışmazlığının bu klinik və patoloji xüsusiyyətləri klassik prion xəstəliyinin xüsusiyyətlərini təkrarlaya bilmir. Əksinə, yalnız PrPSc istehsalı xəstəlik yarada bilərmi? Aguzzi, Weissmann və iş yoldaşlarının zərif bir araşdırması bu yaxınlarda bu sualı həll etdi (Brandner et al., 1996a). Onlar PrPC ifadə edən normal siçandan beyin toxumasını nokaut heyvana həkk etdilər və sonra siçan prionları ilə aşıladılar. Onlar prion xəstəliyinin səciyyəvi patologiyasını nakavt toxumanın daxilində deyil, dəqiq həkk olunmuş toxuma daxilində müşahidə ediblər. Buna baxmayaraq, xəstə toxuma daxilində istehsal olunan PrPSc qonşu boş toxumaya köçdü.


Prionlar kimi davranan RNT-lər

Messenger ribonuklein turşuları (mRNA) məlumatı DNT-dən zülalları meydana gətirən hüceyrə mexanizminə ötürür. Diametri cəmi 10 mikron olan hər bir hüceyrə nüvəsinə sıx şəkildə yığılmış, insan bədəninin necə qurulacağına və saxlanacağına dair üç metr uzunluğunda iki zəncirli DNT "təlimat kitabçası" var. Hər bir hüceyrənin quruluşunu qoruyub saxlaması və bütün funksiyalarını yerinə yetirməsi üçün davamlı olaraq hüceyrə tipinə xas hissələri (zülallar) istehsal etməlidir. Hər bir nüvənin içərisində RNT polimeraza II (RNAP II) adlı çox alt birimli zülal DNT-ni oxuyur və eyni zamanda transkripsiya deyilən prosesdə messencer RNT (mRNA) adlanan “mesaj” və ya transkript hazırlayır. mRNT molekulları şəkər-fosfat onurğası ilə birləşən adenin, sitozin, guanin və urasil əsaslarından ibarət nisbətən qısa, tək zəncirli molekullardan ibarətdir. RNT polimeraza DNT-nin bir hissəsini oxumağı bitirdikdə, mRNT-dən əvvəlki nüsxə yetkin mRNT yaratmaq üçün işlənir və sonra hüceyrə nüvəsindən köçürülür.Ribosomlar mRNT-ni oxuyur və mesajı tərcümə adlanan prosesdə funksional zülallara çevirir. Yeni sintez edilmiş zülalın quruluşundan və funksiyasından asılı olaraq, o, hüceyrə tərəfindən daha da dəyişdiriləcək, hüceyrədənkənar boşluğa çıxarılacaq və ya hüceyrənin içərisində qalacaq. Aşağıdakı diaqram, RNAP-nin RNT-ni sintez edən RNT polimeraza II fermenti olduğu hüceyrə nüvəsində baş verən transkripsiyanı (DNT->RNA) göstərir.

mRNT-nin funksiyaları

mRNT-nin əsas funksiyası DNT-dəki genetik məlumat və zülalların amin turşusu ardıcıllığı arasında vasitəçilik etməkdir. mRNT şablon DNT-də nukleotidlərin ardıcıllığını tamamlayan və ribosomların və tRNT-nin təsiri ilə amin turşularının əmələ gəlməsini istiqamətləndirən kodonları ehtiva edir. mRNA həmçinin tərcümənin vaxtını və sürətini təyin edə bilən çoxsaylı tənzimləyici bölgələri ehtiva edir. Bundan əlavə, tərcümənin nizamlı şəkildə davam etməsini təmin edir, çünki ribosomların, tRNA və müxtəlif köməkçi zülalların yerləşdirilməsi üçün yerləri ehtiva edir.

Hüceyrələr tərəfindən istehsal olunan zülallar ya fermentlər, struktur molekullar, ya da müxtəlif hüceyrə komponentləri üçün nəqliyyat mexanizmi kimi müxtəlif rol oynayır. Bəzi hüceyrələr həmçinin bütün orqanizmin maddələr mübadiləsinə təsir edən həzm fermentləri və ya hormonlar istehsal edən bezlər kimi zülallar ifraz etmək üçün ixtisaslaşmışdır.

mRNT peyvəndləri necə işləyir?

mRNT ilə peyvəndlərdə ideya sintez edilmiş mRNT-nin ribosomlarda olan COVID-19 sünbül zülallarının istehsalını başlatması və bu yol vasitəsilə ev sahibi hüceyrənin özünü hazırladığı sünbül zülalı ilə yoluxdurmasıdır. Təbii mRNT məlumatı nüvədəki DNT-dən ribosomlara xəbərçi kimi aparır.

Prionlar nədir?

Prionlar insan və heyvan beyinlərində və digər toxumalarda olan normal zülalların təhrif olunmuş versiyalarıdır. Bu təhrif edilmiş (“səhv qatlanmış”) zülallar beyin hüceyrələrinə zərər verir, insan Alzheimer və Parkinson xəstəliklərinə bənzər ölümcül demanslara gətirib çıxarır. Prionların heyrətamiz cəhətlərindən biri də odur ki, onlar yalnız zülallardan ibarətdir və RNT-yə bənzər molekullarla əlaqəli genləri ehtiva etmirlər. Viruslar və ya bakteriyalar kimi hər hansı digər yoluxucu agent kimi ötürülmə qabiliyyətinə sahibdirlər. Ən məşhur prion xəstəlikləri iribuynuzlu mal-qaranın və insanların dəli dana xəstəliyi, insanların Creutzfeld-Jakob xəstəliyi, maral və uzunqulaqların xroniki arıqlama xəstəliyi və qoyunların scrapie xəstəliyidir. Prionların daha yaxşı başa düşülməsi onların heyvanlar və insanlar üçün yaratdığı təhlükənin idarə edilməsində və insanların əsas demans xəstəliklərinin səbəbləri və müalicəsi haqqında öyrənə biləcəyimiz şeylər üçün vacibdir.

İnsanlar adətən yoluxmuş çiy ət (“Beefsteak Tartare” və az bişmiş ət məhsulları) yeməklə yoluxur və qanda prionlar tapıla bilər və qanköçürmə və qan məhsulları ilə ötürülə bilər.

mRNA ilə cari inyeksiyalar təqribən ehtiva edir. Ribosomları COVID-19 sünbül zülalları ansamblı üçün məlumatlandırmaq üçün 70% təmizlənmiş mRNT. Digər 30% mRNT molekullarının ribosomların yaranmasına səbəb olacağı məlum deyil, lakin ehtimal ki, prionlar kimi aberrant zülallar.

Ribosomlar, tərcümə prosesində mRNT-dən zülalların sintezini kataliz edən bir çox zülaldan ibarət fermentlərdir. Ribosomlar hüceyrə sitoplazmasında sərbəst şəkildə mövcuddur və ya endoplazmatik retikuluma bağlı qalırlar.

"Prion" termini əvvəlcə məməlilərin nevroloji xəstəliklərində iştirak edən zülallı yoluxucu agentləri təsvir etmək üçün istifadə edilmişdir. Bu yaxınlarda prion sitoplazma vasitəsilə ötürülə bilən yeni fenotipik təsirlərlə öz xoşxassəli variantının surətlərini prion formasına çevirə bilən xromosom olmayan, zülal əsaslı genetik element kimi müəyyən edilmişdir. Bəzi prionlar hüceyrə üçün toksikdir, amiloid strukturlarını birləşdirə və/yaxud əmələ gətirə bilir və vəhşi təbiətdə yoluxucu ola bilər, lakin bu əlamətlərin heç biri bütün prionların ayrılmaz xüsusiyyəti kimi qəbul edilmir. Təklif edirik ki, prionun tərifi, avtokatalitik çevrilmə keçirən və zülaldan çox RNT-dən ibarət olan induksiya edilə bilən ötürülə bilən varlıqları əhatə etmək üçün genişləndirilməlidir. Biz göstəririk ki, bu çərçivədə göründüyü zaman bəzi təbii RNT-lər, o cümlədən ribozimlər, riboswitchlər, viroidlər, viroidə bənzər retroelementlər və PIWI ilə qarşılıqlı əlaqədə olan RNT-lər (piRNA) prionların bir sıra xarakterik xüsusiyyətlərinə malikdir.

Yaxşı Məlumatlı Rəy/Fərziyyə

Məməli prionları: klassik tərif. Məməlilərdəki yoluxucu xəstəliklərin özünəməxsus sinifinin, yəni ötürülən süngərvari ensefalopatiyaların (TSE) tədqiqatları və bu xəstəliklərə səbəb olan çətin agentin axtarışı yoluxucu zülal və ya “prion” anlayışı ilə nəticələndi. Prion səbəb olduğu məlum TSE-lərə daxildir quru, Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi, Gerstmann-Straussler-Scheinker sindromu və insanlarda ölümcül ailə yuxusuzluğu, eləcə də məməlilərdə scrapie, iribuynuzlu süngər ensefalopatiyası, xroniki arıqlama xəstəliyi və bir sıra digər əlaqəli xəstəliklər. Skrapie üçün yalnız zülal tərkibli agentin lehinə ilk sübut, yoluxucu hissənin təmizlənməsi üçün protokolun nuklein turşularından (istinad 1-də ümumiləşdirilmiş) fərqli olaraq, yoluxucu subhüceyrə fraksiyasının ultrabənövşəyi şüalanmaya yüksək müqavimət göstərdiyi müşahidələrinə əsaslanırdı. RNT deyil, müəyyən zülalları təmizləmək üçün istifadə olunan şərtləri tələb etdi və belə bir fraksiyanın əsas komponentinin təxmin edilən molekulyar çəkisi və digər xüsusiyyətləri, məsələn, virus nuklein turşusu deyil, kiçik ölçülü bir proteininkinə yaxın idi ( 2, 3). Bu, xırda yoluxucu RNT-lərin, xüsusən də viroidlərin skrepin etiologiyasında rolunu istisna etmək üçün hazırlanmış təcrübələrlə dəstəkləndi (4, 5). Hələ 1967-ci ildə John S. Griffith bir zülalın xromosom olmayan genetik element kimi irsi ola biləcəyi bir neçə mümkün mexanizmləri qeyd etdi. Həmin hipotetik mexanizmlərdən biri prionun eyni zülalın normal formasına bağlana bilən qohum hüceyrə zülalının dəyişdirilmiş formasıdır (ən sadə halda, bir prionun heterodimerini və zülalın bir normal nüsxəsini təşkil edir) və sonra normal formanı prionun başqa bir nüsxəsinə çevirin (6). Bu proqnozlaşdırılan mexanizm sübutlarla təsdiqləndi və hər hansı bir prionun mövcud tərifinin əsasını təşkil edir.

Scrapie qoyun və keçilərin sinir sistemlərinə təsir edən ölümcül, degenerativ xəstəlikdir. Bu, bir neçə ötürülən süngərvari ensefalopatiyadan (TSE) biridir və buna görə də prion səbəb olduğu düşünülür. Scrapie ən azı 1732-ci ildən bəri tanınır və insanlara ötürülmür.

Skrapie adı xəstəliyin klinik əlamətlərindən birindən götürülmüşdür, burada təsirlənmiş heyvanlar məcburi olaraq yunlarını qayalara, ağaclara və ya hasarlara sürtəcəklər. Xəstəlik yəqin ki, heyvanlarda qaşınma hissi yaradır. Digər klinik əlamətlərə həddindən artıq dodaq vurma, yerişin dəyişməsi və konvulsiv çökmə daxildir.

Scrapie yoluxucudur və spesifiklər arasında ötürülür, buna görə də onu saxlamağın ən ümumi yollarından biri (sağolunmaz olduğu üçün) təsirlənənləri karantinə almaq və öldürməkdir. Bununla belə, scrapie sürülərdə qalmağa meyllidir və əvvəllər xəstəlik halları olmayan sürülərdə də yəqin ki, kortəbii olaraq yarana bilər. heyvanlar və xəstəliyin biologiya digər aspektləri arasında ötürülməsi mexanizmi yalnız zəif başa düşülür və tədqiqat fəal sahələri var. Son tədqiqatlar prionların sidiklə yayıla biləcəyini və ətraf mühitdə onilliklər ərzində qaldığını göstərir. Doğuş zamanı və plasenta toxumaları ilə təmasdan ötürülmə potensialı aydındır.

Qoyun scrapie xəstəliyinə həssas olan siçanlarda xəstəliyin inkubasiya dövrünə nəzarət edən Sinc geni 1968-ci ildə müəyyən edilmişdir (7). 1982-ci ildə Sinkin prion fraksiya ilə copurifikasiya edən PrP proteinini kodladığı göstərildi (2). PrP-kodlaşdıran geni olmayan heyvanlar ümumiyyətlə TSE agentlərinə həssas deyillər, normal həyat müddətinə malikdirlər, sinir sistemində anormallıqlar göstərmirlər və prionu yaymırlar. Bunun əksinə olaraq, vəhşi tipli PrP-ni kodlayan heyvanlar TSE agenti ilə yoluxduqda, sinir toxumalarında PrP-nin proteaza davamlı aqreqatlarını toplayırlar. Bu aqreqatlar PrP-nin prion formasından ibarətdir, təyin olunmuş PrPSc, β-vərəqlərdə yüksək qalıq faizinə və normal həll olunan PrPC formasına nisbətən böyük proteaza davamlı nüvəyə malikdir. PrPSc-nin β vərəqlə zəngin amiloid aqreqatları PrPC-nin təmizlənmiş rekombinant törəmələrindən in vitro əldə edilə bilər. Həqiqətən də, bu aqreqatlarla yeridildikdə xəstəliyin əlamətlərini göstərən və onların beyin ekstraktları bir çox siçan xəttinə yoluxucu olan siçanlar xətti hazırlanmışdır (8) və nəhayət, Koch triadasını yekunlaşdırır (bax istinad 9).

Beləliklə, prionun kanonik tərifinə aşağıdakılar daxil ola bilər: prion hüceyrə tərəfindən kodlaşdırılan, lakin ya xeyirxah, ya da orqanizm üçün faydalı olan zülaldır, buna görə də onun geninin genomda qorunması. Nadir hallarda, o, xəstəlik yaradan və ya zəhərli priona çevrilə bilər, belə bir transformasiyaya səbəb olan amillərin tam dəsti məlum deyil, lakin fizioloji stressi ehtiva edə bilər. Prion eyni zülalın digər xoşxassəli formalarının prion formasına çevrilməsinə səbəb olur, yəni orqanizmdə çoxalır və digər orqanizmlərə və ya bəzən başqa növlərə də ötürülür. Amiloidlərdən məlum məməli prionları və sinir fenotiplərinə səbəb olur (Cədvəl 1). Qeyd etmək lazımdır ki, bütün yoluxucu dövr zülalın xoşxassəli formasına çevrilən mRNT-nin sintezindən başqa, nuklein turşusunun şablon yönümlü gücləndirilməsini tələb etmir.

Prionlar üçün meyarlar və təriflər

Genişləndirilmiş tərif: göbələklərdəki prionlar. Saccharomyces cerevisiae mayasında nuklein turşusu əsaslı viruslar və plazmidlər də daxil olmaqla bir çox ekstraxromosomal genetik elementlər məlumdur. Maya sitoplazmik irsi faktorların başqa bir alt çoxluğunun bir neçə cəhətdən prionlara bənzədiyi göstərilmişdir. İlk nümunələrdən birində azot katabolitinin repressiyasına müdaxilə etməklə özünü göstərən ekstraxromosom elementi [URE3] URE2 geninin xromosom nüsxəsi olmayan maya mutant suşlarında yayıla bilmir (10). Qlutatyon peroksidaza bənzər bir zülal olan Ure2p-nin məhsulu, iki transkripsiya faktoru ilə əlaqə qura bilir və bununla da azot bol olan zaman optimal olmayan azot mənbələrinin istifadəsi üçün alt sistemi kodlayan genləri sıxışdırır. Ure2 mutantlarının fenotipi, yəni zəif azot mənbələrindən istifadə sistemlərinin derepressiyası, ure2 hüceyrələrində [URE3] olmamasına baxmayaraq, [URE3] fenotipi ilə eynidir. Bu səbəb oldu Reed B. Wickner [URE3] Ure2p zülalının prionudur - zülalın "normal" repressor funksiyasının qeyri-aktiv olduğu Ure2p forması, lakin [URE3]-ün Ure2p-ni [URE3]-in əlavə nüsxələrinə çevirmək qabiliyyəti. aktivləşdirilir (11). Həqiqətən, [URE3] Ure2p-nin “normal” nüsxələrini daha çox [URE3]-ə çevirə və amiloid əmələ gətirə bilən, konformativ olaraq dəyişdirilmiş Ure2p-dən ibarət olduğu göstərilmişdir (12, 13).

Son 25 ildə maya və digər göbələklərdə priona bənzər davranışa malik bir çox digər zülallar müəyyən edilmişdir. Ən yaxşı öyrənilənlərdən ikisi S. cerevisiae-nin [PSI], ikisindən biri olan Sup35 zülalının prion formasıdır. Sup35-Sup45 (14) və Podospora anserina-nın [Het-s], heterokarion uyğunsuzluğunda iştirak edən HET-s zülalının prion forması, genetik cəhətdən uzaq ştammların cütləşməsinin qarşısını alan və ehtimal ki, qoruyan hüceyrə ölümü reaksiyası. ekzotik viruslar və plazmidlərlə yoluxma nəticəsində yaranan hüceyrələr - faydalı prion nümunəsi (15). Bu zülalların in vivo və in vitro priona bənzər davranışının molekulyar mexanizmləri müəyyən qədər təfərrüatlı şəkildə tədqiq edilmişdir və prionların mümkün bioloji rolu ilə bağlı müzakirələr davam edir, onların əksəriyyəti sahibləri üçün əlverişsizdir (16). –21).

Prion anlayışının maya və digər göbələklərə irsi fenotiplər verən zülallara genişlənməsi ilə prion tərifi dəyişdirildi (Cədvəl 1 və Şəkil 1). Sinir xəstəlikləri maya üçün tətbiq olunmur və hətta ev sahibinin xəstəlik/xəstəliyi/fitness itkisi maya prionlarında universal deyil - genişləndirilmiş tərifdə bunlar yoxlanıla bilən bir fenotiplə əvəz olunur. Prion tərifinin digər ayrılmaz komponentləri hələ də maya prionları üçün etibarlıdır. Xüsusilə, prion zülalları hüceyrə genləri tərəfindən kodlanır. Zülalın xoşxassəli forması ya kortəbii və nadir hallarda, ya da prionun başqa bir nüsxəsinin təsiri ilə daha yüksək tezlikdə prion konformasiyasına çevrilə bilər və prionla əlaqəli fenotip hüceyrələr arasında ötürülür. zülalın prion forması ilə birlikdə. Bundan əlavə, namizəd prionları müəyyən etməyə kömək edən üç əməliyyat meyarları təklif edilmişdir (22): (i) mayadakı prionlar, qohum gen həddindən artıq ifadə edildikdə onların əmələ gəlmə sürətinin artması ilə aşkar edilə bilər, (ii) prionlar mayada tez-tez reversiv şəkildə müalicə edilə bilər və (iii) prion fenotipi qohum genin funksiyasının itirilməsi fenotipini təqlid edir (ancaq sonuncu, yalnız prion formasının zülalın normal funksiyasının olduğu formada olduğu halda doğrudur. əgər prion zülalın aktiv formasıdırsa, bu funksiyanın artması kimi özünü göstərəcək).

Prionlar kimi davrana bilən zülal prionları və RNT-lər

Bütün panellərdə tünd mavi xətlər və formalar zülalların və ya RNT-lərin xoşxassəli formalarını, qırmızı xətlər və formalar prion formalarını, bərk oxlu xətlər reaksiyanın istiqamətini, qırıq oxlu xətlər isə avtokatalitik parçalanmaları (boz nisbətən səmərəsiz reaksiyalar və daha effektiv olanlar üçün qara). (A) Protein prion induksiyası və yayılmasının ümumi sxemi. Zülalın xoşxassəli forması yalnız nadir hallarda və kortəbii (solda) prion formasına çevrilir, lakin əmələ gəldikdən sonra o, benign formanın daha çox nüsxəsini prion formasına (mərkəzdə) çevirə bilir və bir çox hallarda aqreqatlar əmələ gətirir. kamerada (sağda). (B) “Vyana həbsxanası”. (C) GlmS ribozim/ribosviçin ehtimal olunan priona bənzər törəməsi. Mətndə təsvir edilən GlcN6P-dən asılı versiya göstərilir. Yaşıl hərf G GlcN6P liqandını göstərir. Mühəndis ribozim aktivlik üçün bir liqandın olmasını tələb edir, lakin cis-də fəaliyyət göstərdikdə səmərəliliyi azalır, transda isə nisbətən yüksək effektivliklə parçalanır. (D) Priona bənzər xassələrə malik olmaq üçün hazırlanmış ehtimal olunan viroiddən əldə edilən sistem. Konkamerik artı zəncirli viroid RNT inteqrasiya edilmiş DNT nüsxələrindən (qara dalğalı xətlər) transkripsiya edilir. Viroid RNT daxilində işlənmiş HHR bölgəsi konkatemeri cis-də hərəkət edərkən səmərəliliyi azalmış, trans-da isə nisbətən yüksək effektivliklə vahid uzunluqlu viroidlərə emal edir. (E) piRNA istehsalının stolüstü tennis mexanizminin priona bənzər xüsusiyyətləri. piRNA çoxluqlarının genomik nüsxələri və təkamüllə əlaqəli aktiv transpozon nüsxələri qara dalğalı xətlərlə göstərilir və piRNA prekursorlarını yetkin piRNA-lara emal edən müxtəlif zülal ailələrindən olan fermentlər müxtəlif rəngli qiymətli daşlar kimi təsvir edilmişdir.

Göbələklərdə xoşxassəli və prion zülal formalarının molekulyar xassələri prionun yeni tərifi kontekstində xüsusi maraq doğurur. Bir çox göbələk prionlarında bəzi hallarda in vivo və in vitro paralel registrdaxili β-vərəqlərin spesifik amiloid kimi, proteinaz K-ya davamlı quruluşlarını yarada bilən zülal seqmentləri olmasına baxmayaraq, bu, bütün prionlar üçün göstərilməyib. Üstəlik, maya prionları ümumiyyətlə amiloid əmələ gətirməməlidir. Bu, qeyri-aktiv zimogen sələfi kimi sintez edilən vakuolyar proteaz B (PB, prb1 geni ilə kodlanmış) halıdır ki, bu da hər iki ucdakı bölgələrin başqa bir proteaz (proteaz A/Pep4p) tərəfindən ardıcıl olaraq çıxarılması yolu ilə aktivləşdirilməlidir. PB-nin yetkin surəti ilə. Pep4p-nin silindiyi suşlarda yetkin Prb1p nadir hallarda öz prekursorunu aktivləşdirə bilər. Qeyri-aktiv formanın aktiv formaya çevrilməsi hüceyrə daxilində yayıla və hüceyrələr arasında keçə bilər, bu halda prion (23, 24) tərifini təmin edir, bu halda [β] adlanan prion — amiloidlərdə β-vərəqləri ilə əlaqəsi yoxdur— proteaz B-nin aktiv forması ilə eynidir. Pep4p olmadıqda, [β] stasionar fazada yaşamaq və meyotik sporulyasiya üçün tələb olunur. [β]-nin prionlar sinfinə daxil olması ilə prion tərifi yenidən dəyişdirilməlidir ki, prion və qeyri-prion formalarının kimyəvi tərkibi tam olaraq eyni olmamalıdır - zülal emalına icazə verilə bilər. Bu, məməlilərin PrP-də yoluxucu fenotiplərin ifadəsində, məsələn, qlikozilləşmə kimi posttranslational emal hadisələrinin rol oynadığını nəzərə alsaq, prion konvensiyalarından görünməmiş bir kənarlaşma kimi qəbul edilməməlidir (25). Prion [β] hadisəsi amiloid əmələ gəlməsinin prionun əsas xüsusiyyətləri siyahısından çıxarılmasını müdafiə edir. Bu yaxınlarda təsvir edilmiş digər iki maya prionu, Vts1 geninin məhsulu olan [SMAUG+] və Snt1 geninin məhsulu olan [ESI+] da amiloidlər əmələ gətirmir, lakin hər ikisi başqa növ aqreqatlar əmələ gətirə bilər (26, 27). ).

RNT prionları ola bilərmi?

Prionun tərifini genişləndirmək üçün daha bir addım atmağı və başqa bir biopolimerlər sinfində, yəni RNT-də priona bənzər davranışın mümkünlüyünü qəbul etməyi təklif edirik. Uzun müddətdir ki, RNT ilk növbədə genetik məlumatın daşıyıcısı və ya zülal sintezinin asanlaşdırıcısı kimi görülsə də, indi aydın olur ki, RNT molekulları zülalları kodlaşdırmadan katalitik və tənzimləyici funksiyaları yerinə yetirə bilər, əksinə fermentativ fəaliyyətə güvənir. liqand bağlama qabiliyyəti və ya RNT-nin özünün dinamik struktur yenidən qurulması qabiliyyəti. Bu yazının qalan hissəsində biz RNT prionunun tərifini təsvir edirik və bu tərifi təmin etməyə yaxınlaşa biləcək bir neçə RNT sinfini nəzərdən keçiririk.

Zülal əsaslı prion üçün əksər meyarlar RNT üçün ümumiləşdirilə bilər, çünki RNT prionu hüceyrə gen tərəfindən kodlanır, lakin ekstraxromosomal yolla miras alınır, o, belə bir zülal varsa, onun kodlaşdırılmış zülalının deyil, RNT-nin funksiyası ilə bağlı fenotipə malikdir. və RNT prionunun vasitəçilik etdiyi fenotip induksiya və ötürülə biləndir. RNT prionlarının iki forması var: benign və fenotip yaradan zülal prion [β] vəziyyətinə bənzər, RNT-nin xoşxassəli və prion forması arasında çevrilmə RNT emalı ilə bağlı ola bilər. Xoşxassəli forma nadir hallarda prion formasına çevrilə bilər, ola bilsin ki, stress və ya digər xarici amillər tərəfindən stimullaşdırılır. Prion forması artıq mövcud olduqda, benign nüsxələrin prion formasına çevrilmə sürəti artır.

Yuxarıdakı xassələrin bir neçəsi bəzi təbii olaraq meydana gələn və ya hesablama üsulu ilə hazırlanmış RNT molekullarında müşahidə edilmişdir.Daha sonra genişləndirilmiş prion tərifini təmin etməyə yaxınlaşa biləcək dörd RNT hadisəsini nəzərdən keçirəcəyik. Qeyd edək ki, maya zülalının prionlarında olduğu kimi, RNT prionu üçün də nevroloji fenotip tələb olunmur, nə də amiloid əmələ gəlməsi.

"Vyana prionu"

Stefan Badelt və iş yoldaşları aşağıdakı şərti ödəyən RNT-nin hesablama dizaynının nəticələrini təqdim etdilər: molekul ikistabil olmalıdır, yəni monomer olduqda üstünlük olaraq bir struktur vəziyyətində olmalıdır və bir quruluş vəziyyətində olduqda daha çox digər struktur vəziyyəti qəbul etməlidir. dimer (28). Termodinamik hesablamalar hər iki formanın dayanıqlığını müəyyən etmək və onların iki sabit konformasiyadan hər hansı birinə yaxın yerli sərbəst enerji minimumu olmadan, qatlanan landşaftda silsilə ilə ayrılmasını təmin etmək üçün aparılmışdır. Dizayn edilmiş ehtimal olunan RNT prionu (müəlliflər onu təvazökarlıqla “priona bənzər xüsusiyyətlərə malik RNT” adlandırırdılar) hər iki konformasiyada geniş cütləşmə nümayiş etdirən 49 nukleotiddən ibarət dairəvi RNT-dir. S1 adlanan formalardan biri monomer olaraq qalır, digəri S2 isə iki fərqli molekulda mövcud olduqda öpüşmə-döşəmə qarşılıqlı təsiri ilə hibridləşə bilən iki kök döngəyə malikdir və S2 formasını dimerdə sabitləşdirir. İki döngənin eyni molekulda olduqları zaman qarşılıqlı əlaqədə olma ehtimalı sterik olaraq azdır, lakin hər iki döngə S1-in başqa bir nüsxəsində tamamlayıcı ardıcıllıqla öpüşmə əlaqəsinə girə bilər. Belə tamamlayıcı bölgə S1 daxilində alternativ baza cütləşməsi ilə qismən bağlanır, lakin onun S2 ilə qarşılıqlı təsiri bu alternativ cütləşməni əridir və S1-i öz uyğunluğunu S2-yə dəyişməyə məcbur edir (Cədvəl 1 və Şəkil 1). Bir dəfə in vitro sintez edilmiş fiziki RNT molekulunda reallaşdırılan bu xüsusiyyətlər, təbii ki, RNT prionunun bir neçə meyarına, bu “Vyana həbsxanası”nın yaratdığı fenotip kimi bioloji və genetik meyarlara, habelə onun induksiya şərtlərinə cavab verəcəkdir. və müalicə yalnız belə bir quruluşun canlı hüceyrəyə daxil edilməsindən sonra nəzərdən keçirilə bilər.

Özünü emal edən riboswitchlər: glmS nümunəsi. Riboswitchlər həyatın hər üç sahəsində mRNA-ların kodlaşdırılmayan hissələrində olan strukturlaşdırılmış bölgələrdir. Bakterial və arxeal mRNA-larda ribosviçlər daha çox 5′ çevrilməmiş bölgələrdə (UTR), eukaryotik mRNA-larda isə daha çox 3′ çevrilməmiş bölgələrdə və intronlarda yerləşir. Bir çox riboswitches, adətən kiçik metabolitləri bağlayaraq və daxil olduqları mRNA-ların sintezində və ya sabitliyində dəyişikliklərə səbəb olmaqla, gen ifadəsini tənzimləyir (29, 30). Bu mövzunun işlənməsi zamanı bir çox Qram-müsbət bakteriyalarda qorunan glmS geninin mRNT-nin 5′ UTR-dən bir riboswitch-in qlükozamin-6-fosfat (GlcN6P) varlığında özünü parçaladığı göstərildi. GlmS açıq oxu çərçivəsi GlcN6P sintezinin terminal fermenti olan qlutamin-fruktoza-6-fosfat amidotransferazanı kodlayır. GlmS mRNA-da 5′ UTR-nin öz-özünə parçalanması transkripti deqradasiyaya məruz qoyur, buna görə də hüceyrədə toplananda metabolit istehsalının dayandırılmasını təmin edir (31).

Riboswitch-ribozyme oyununun müxtəlif törəmələri eksperimental olaraq hazırlanmış və ya seçilmiş in vivo təkamül təcrübələri, o cümlədən GlcN6P olmadıqda aktiv formalar və transda öz nüsxələrini effektiv şəkildə parçalayan variant (32, 33). Bu xüsusiyyətlərin priona bənzər davranış göstərə bilən yeni RNT yaratmaq üçün birləşdirilə biləcəyi düşünülür. Belə bir ehtimal olunan RNT prionunun bir versiyası GlcN6P-nin iştirakı ilə aktiv olacaq, belə bir vəziyyətdə, cis-də səmərəsiz şəkildə parçalanan, lakin transda öz daxil edilmiş nüsxələrini daha effektiv şəkildə ayıran bir məhsul buraxan ribozimin daxili nüsxəsini tərtib etmək olar. . Bundan sonra RNT prionu GlcN6P tərəfindən induksiya edilə bilər, prion infeksiyası hüceyrədə yayılacaq və GlcN6P mövcud olduğu müddətcə başqa hüceyrəyə köçürülmüş RNT prionları orada prion əmələ gəlməsinə başlayacaqdır (Cədvəl 1 və Şəkil 1). Bu, bəlkə də fərqli reaksiya kinetikaları istisna olmaqla, dəyişdirilməmiş glmS ribozim-ribosviç ilə cis-də vasitəçilik edilən eyni katabolit repressiya fenotipini təmin edəcəkdir. GlmS-in GlcN6P-dən asılı olmayan versiyasında, ribozimin buraxılmış nüsxəsi, TSE prionlarına və bir çox maya zülal əsaslı prionlara bənzər, mahiyyətcə zəhərli prion olacaq, daxil edilmiş nüsxədən daha aktiv olmaq üçün dizayn edilə bilər.

Viroidlər və viroid kimi elementlər.

1960-cı illərin sonunda Teodor Diener çılpaq kiçik dairəvi kovalent qapalı RNT molekulundan ibarət olan bitki patogenlərinin yeni sinfinin birincisini xarakterizə etdi (34). Həmin əsas kəşfdən sonra təxminən 45 müxtəlif viroid növü təsvir edilmiş və ardıcıllıq oxşarlığına və funksional xüsusiyyətlərinə görə iki taksonomik ailəyə təsnif edilmişdir (35). Viroidlərin yetkin dairəvi forması (yuxarıda təsvir edilən “Vyana prionunun” S1 formasının ikincil strukturuna səthi olaraq bənzəyir, lakin viroid genomik RNT-ləri daha uzundur) yoluxucudur və hüceyrələr və orqanizmlər arasında ötürülür. Daha böyük Pospiviroidae ailəsinin üzvləri, replikasiya dövrü üçün tələb olunan üç fermentativ fəaliyyət üçün hüceyrəyə güvənərək yuvarlanan dairə mexanizmi vasitəsilə həssas hüceyrələrin nüvəsində çoxalırlar: replikalar kimi DNT-dən asılı RNT polimeraza, oliqomeri emal etmək üçün endonükleaza. aralıq maddələr monomer genomlara və bu monomerləri yetkin dairəvi molekullara bağlamaq üçün bir liqaz (36). Kiçik Avsunviroidae ailəsinin üzvləri xloroplastda çoxalır və həmçinin hüceyrədən replikaza və liqaz fəaliyyətlərini tələb edir, lakin onlar hüceyrə endonükleazına ehtiyac duymurlar, çünki onların hamısı genomik və antigenomik zəncirlərdə, özünü parçalayan çəkic başlı ribozimləri (HHR) kodlayır. ), oliqomerləri genomik monomerlərə emal edən.

HHR həmçinin nepovirusların və luteovirusların (həmçinin virusoidlər kimi tanınır) viroidə bənzər peykləri və insan hepatiti δ virus RNT kimi digər viroidəbənzər molekullarda təsvir edilmişdir. Maraqlıdır ki, Qərənfil kiçik viroidəbənzər RNT (CarSV) kimi tanınan viroidəbənzər molekulun bir neçə tandem cDNA nüsxəsi bitki pararetrovirusunun, Qərənfil həkk olunmuş üzük virusunun DNT genomuna yerləşdirilib və bu virusun inteqrasiya olunmuş nüsxələri vasitəsilə, genomla kodlanmış amil meyarını ödəyərək qərənfil bitkilərinin genomlarına daxil oldular (37-39). Əksər vicdanlı viroidlərdən fərqli olaraq, bu viroidəbənzər molekullar onların çoxalmasını və ev sahibləri arasında ötürülməsini təmin etmək üçün köməkçi virusun köməyinə ehtiyac duyur.

HHR üç spiral ilə əhatə olunmuş konservləşdirilmiş nukleotidlərin katalitik nüvəsindən ibarətdir, bunlardan ikisi fosfodiester onurğasının öz-özünə katalizini asanlaşdıran mühüm üçüncü dərəcəli qarşılıqlı təsirlərdə iştirak edir (40). Son illərdə həm bitkilərdə, həm də heyvanlarda ölçüləri 100 ilə 1000 nukleotid arasında dəyişən kodlaşdırmayan dairəvi RNT-lərin sayının artması bildirilmişdir ki, bütün bu genetik elementlər öz-özünə parçalanan funksional HHR-ləri ehtiva edir və onlar “retrozimlər” adlanır və təklif olunurlar. HHR-ləri də daşıyan Penelopaya bənzər retroelementlərdən inkişaf etmişdir (34, 48).

Çoxdan müəyyən edilmişdir ki, “prionlar viroid deyildir”, yəni xüsusi mənada TSE-ni ötürən zülal fraksiyası ilə əlaqəli kiçik viroidə bənzər RNT yoxdur və məməlilərin yoluxucu prionları ilə müxtəlif inaktivasiya təcrübələri həssaslıq modelini təklif edir. viroid RNT üçün deyil, zülal üçün xarakterikdir (4). Bununla belə, prionun tərifi RNT-dən hazırlanmış genetik elementlərə şamil edilərsə, Avsunviroidae ailəsinin bəzi real həyat viroidlərinin və HHR ehtiva edən viroidəbənzər molekulların bir neçə priona bənzər xüsusiyyətləri göstərmək üçün ya nümayiş etdirə və ya dizayn edilə biləcəyi aydın olur.

HHR viroidlərinin replikasiya dövrü ərzində parçalanma genomik zəncirli RNT-nin ötürülməyən RNT multimerlərini infeksion varlığa, vahid uzunluqlu dairəvi RNT-yə çevirir və beləliklə, öz-özünə dərman vasitəsi ilə xoşxassəli formadan prion formasına çevrilmə tələbini ödəyir. Vəhşi tipli viroid HHR-lər monomerlərdə olduqda qeyri-aktivdir, lakin adətən aşağı sürətlə transda parçalana bilən çəkic başı ribozimlərinin sintetik törəmələri əldə edilmişdir (41-43, 48).

Viroid kimi cDNT-nin genomik cəhətdən inteqrasiya olunmuş konkatemerindən ibarət olan, induksiya edilə bilən bir şəkildə ifadə edilmək üçün hazırlanmış, lakin CarSV vəziyyətində olduğu kimi, avtonom şəkildə təkrarlana bilməyən sistem RNT prion tərifini təmin etmək üçün uzun bir yol keçəcəkdir (Cədvəl). 1). Belə bir sistem, viroiddən əldə edilsə də, yoluxuculuq və priona bənzər davranış üçün RNT replikasiyasını tələb etmir - ev sahibi genomuna inteqrasiya olunmuş genin transkripsiyası protein prionlarında olduğu kimi kifayət edəcəkdir. CarSV-yə bənzər RNT-yə daha çox prion xassələri vermək üçün onun cis-də və trans-da nisbi parçalanma dərəcələri dəyişdirilməlidir ki, qeyri-infeksion multimerik transkript cis-də vahid uzunluqlu formalara nadir hallarda işlənir, lakin yetkin viroid transda daha effektiv şəkildə parçalanırdı (şək. 1). Belə bir dizaynda, bütün sistemin prion xassəsi HHR tərkibli RNT elementi tərəfindən qorunacaq və hüceyrənin emal məhsulu olan inteqrasiya olunmuş konkatemerləri transkripsiya edərək istehsal etdiyi xoşxassəli multimerik RNT formalarını kəsərək özünü yayacaqdır. uzunluğu viroid kimi RNT-lər. Çox güman ki, viroid ilə kodlanmış HHR-lər haqqında biliklər RNT prionunun başqa bir modeli kimi xidmət edə biləcək belə bir konstruksiyanı hazırlamaq üçün artıq kifayətdir. in vivo.

Pinq-ponq mexanizmi tərəfindən istehsal olunan kiçik piRNA-lar.

PIWI-qarşılıqlı RNT (piRNA) yolu heyvanların cücərmə xətti hüceyrələrini transpozisiya olunan elementlərin (TE) fəaliyyətinin zərərli təsirlərindən qoruduğu düşünülən bir gen susdurma sistemidir. Meyvə milçəyi üzərində aparılan təcrübələr göstərdi ki, qameta inkişafı, köçürülə bilən elementlərə və bəzi digər genom təkrarlarına tamamlayıcı olan kiçik (23-30-nukleotid) RNT-lərin xüsusi hissəsinin ifadəsindən asılıdır. Belə kiçik RNT-lərə onurğalı heyvanların reproduktiv toxumalarında da rast gəlinir və bütün növlərdə onlar piRNA adının alındığı PIWI ailəsinin Arqonaute zülallarının müəyyən bir təbəqəsinin üzvləri ilə əlaqələndirilir (44). Çoxsaylı piRNA-lar genomik olaraq kodlaşdırılır, adətən piRNA çoxluqları, hansı ki, transpozisiya qabiliyyətini itirmiş DNT transpozonlarının silinmiş və ya yuvalanmış nüsxələrinin yerləşdiyi yerdir. Bu çoxluqlarda bir və ya hər iki DNT zəncirinin transkripsiyası piRNA prekursorlarını əmələ gətirir, onlar RNT-məcburi və RNT-ni bölmək faktorları şəlaləsi ilə bağlanır və sonra ən azı iki RNaz tərəfindən yetkin “ilkin” piRNA-lara işlənir. İlkin piRNA-lar PIWI təbəqəsindən olan üç zülalla əlaqələndirilir və maraqlısı odur ki, meyvə milçəyinin PIWI örtüklü zülalları Piwi və Badımcan ilə, digər tərəfdən isə Ago3 zülalına bağlanan ardıcıllıqlar oriyentasiya meylini, müxtəlif terminal ardıcıllıqlarını və 10 -nukleotidlərin üst-üstə düşməsi (44, 45). Bu və digər müşahidələr stolüstü tennis modeli ideyasına gətirib çıxardı ki, burada bir DNT zəncirindən alınan transkriptlərdən əldə edilən piRNA-lar başqa bir zəncirlə kodlanmış transkriptlərdən əmələ gələn tamamlayıcı üst-üstə düşən piRNA-ların əmələ gəlməsinə kömək edir. piRNA klasterləri qüsurlu TE-lərdən əldə edildiyi üçün, qüsurlu olmayan TE-lərdən tam uzunluqlu transkriptlər də hədəflənir və stolüstü tennis gücləndirilməsi eyni zamanda daha çox piRNA yaradır və onların transkriptlərini (həmçinin digər mexanizmlərlə) təsirsiz hala gətirərək hədəf TE-ləri susdurur. , burada nəzərə alınmayan 45-ci istinadda nəzərdən keçirilir).

Əgər RNT prion çərçivəsini əvvəlki üç nümunədən bir qədər uzağa uzatsaq, piRNA istehsal sistemi prionlarla ümumi olan bəzi xüsusiyyətləri aşkar edə bilər. Bu baxımdan, ilkin piRNA lokuslarının uzun prekursor transkriptləri prion həyat tərzinin bir hissəsi kimi RNT emalına icazə verilən prionun qeyri-aktiv forması kimi görünə bilər, piRNA hüceyrə üçün faydalı bir prionun aktiv forması olacaqdır. Cədvəl 1 və Şəkil 1). İlkin piRNA-lar özlərinin daha çox nüsxəsinin istehsalına səbəb olur, gücləndirilmiş ikincili piRNA-lar hüceyrələr arasında və ən azı nematod Caenorhabditis elegans-da nəsillər arasında ötürülə bilər (46).

Burada, avtokatalitik olaraq özlərini qeyri-aktiv formadan aktiv formaya çevirə bilən induksiya olunan və ötürülə bilən RNT agentlərini daxil etmək üçün prionun tərifini daha əvvəl edilənlərdən daha da genişləndirməyin inandırıcılığını araşdırdıq. Biz göstərdik ki, bir neçə dizayn edilmiş və ya təbii olaraq yaranan RNT sinifləri belə bir tərifi təmin etməyə yaxınlaşır. “Prion” termininin zülaldan olmayan bir şeyə aid edilməsi ilə razılaşmamaq olar (lakin qeyd edək ki, “proteinli yoluxucu agent”in abbreviaturası kimi “prion” özü səhv formalaşdırılıb – 47-ci istinaddakı müzakirəyə baxın). Linqvistik narahatlıqlara baxmayaraq, düşünürük ki, prion konsepsiyasına yeni ölçü əlavə etmək konsepsiyanın özünün möhkəmliyini, eləcə də molekulyar biologiyada müxtəlif hadisələrə tətbiqini qiymətləndirməyə kömək edir. Bundan əlavə, yuxarıda təqdim olunan təhlil dərhal sintetik bioloqlar tərəfindən tikilə və sınaqdan keçirilə bilən maraqlı xüsusiyyətlərə malik bir neçə yeni üsul təklif edir.

A.R.M. ABŞ Hökumətinin bir agentliyi olan Milli Elm Fondunun (NSF) Proqram Direktorudur, onun işi NSF-nin Müstəqil Tədqiqat/İnkişaf və Uzunmüddətli Peşəkar İnkişaf Proqramları tərəfindən dəstəklənir, lakin burada ifadə olunan bəyanatlar və fikirlər şəxsi qabiliyyətinə malikdir və NSF və ya ABŞ hökumətinin təsdiqini təşkil etmir. S.F.E. BFU2015-65037-P (Spain Agencia Estatal de Investigación-FEDER) və PROMETEOII / 2014/012 (Generalitat Valenciana) qrantları ilə dəstəkləndi.

Bu, ABŞ Hökumətinin işidir və Birləşmiş Ştatlarda müəllif hüquqlarının qorunmasına tabe deyil.

Arkadi R. Muşeqyan, Santiago F. Elena, Michael J. Imperiale, (Amerika Mikrobiologiya Cəmiyyətinin redaktoru) / DOI: 10.1128 / mSphere.00520-20

Nəticə nədir?

Ticarətdə mövcud olan mRNA inyeksiyalarının heç biri sintetik olaraq hazırlanmış mRNT-də təmiz deyil və ev sahibi hüceyrə ribosomlarında təmiz COVID-19 sünbül zülallarında başlamır. Bu 30% naməlum yarı parçalanmış mRNT molekullarının əksəriyyəti prionlar da daxil olmaqla anormal və 100% yad zülal strukturlarının istehsalına səbəb olacaq.

Heyvanlarda və insanlarda prionların klinik xəstəliyi inkişaf etdirməsi bir neçə il çəkir, çünki onlar adətən xroniki, degenerativ iltihab əsasında xəstəliyə səbəb olurlar.

1.↵Alper T. 1972. Scrapi agentinin təbiəti. J Clin Pathol Suppl (R Coll Pathol) 25:154–155. doi:10.1136/jcp.25.Suppl_6.154.PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

2.↵Bolton DC, McKinley MP, Prusiner SB. 1982. Scrapi prion ilə təmizləyən zülalın identifikasiyası. Elm 218:1309–1311. doi:10.1126/science.6815801. Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

3.↵Diringer H, Gelderblom H, Hilmert H, Özel M, Edelbluth C, Kimberlin RH. 1983. Scrapie infektivliyi, fibrillər və aşağı molekulyar ağırlıqlı protein. Təbiət 306:476–478. doi:10.1038/306476a0.CrossRefPubMedGoogle Scholar

4.↵Diener TO, McKinley MP, Prusiner SB. 1982. Viroidlər və prionlar. Proc Natl Acad Sci U S A 79:5220–5224. doi:10.1073/pnas.79.17.5220.Abstract/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

5.↵Bellinger-Kawahara C, Diener TO, McKinley MP, Groth DF, Smith DR, Prusiner SB. 1987. Təmizlənmiş scrapie prionları nuklein turşularını hidroliz edən, dəyişdirən və ya kəsən prosedurlarla inaktivasiyaya müqavimət göstərir. Virusologiya 160:271-274. doi:10.1016/0042-6822(87)90072-9.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

6.↵Griffith JS. 1967. Scrapi agentinin təbiəti: özünü təkrarlama və scrapie. Təbiət 215:1043–1044. doi:10.1038/2151043a0.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

7.↵Dickinson AG, Meikle VM, Fraser H. 1968. Siçanlarda skrapie agentinin bəzi suşlarının inkubasiya dövrünə nəzarət edən genin identifikasiyası. J Comp Pathol 78:293–299. doi:10.1016/0021-9975(68)90005-4.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

8.↵Scott M, Foster D, Mirenda C, Serban D, Coufal F, Wälchli M, Torchia M, Groth D, Carlson G, DeArmond SJ, Westaway D, Prusiner SB. 1989. Hamster prion zülalını ifadə edən transgen siçanlar növə xas skrapi infeksiyası və amiloid lövhələri əmələ gətirir. Hüceyrə 59:847–857. doi:10.1016/0092-8674(89)90608-9.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

9.↵Zabel MD, Reid C. 2015. Prionların qısa tarixi. Pathog Dis 73:ftv087. doi:10.1093/femspd/ftv087.CrossRefPubMedGoogle Scholar

10.↵Aigle M, Lacroute F. 1975. Mayada qeyri-mitoxondrial, sitoplazmik olaraq irsi mutasiya olan [URE3]-in genetik aspektləri. Mol Gen Genet 136:327–335. doi:10.1007/BF00341717.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

11.↵Wickner RB. 1994. [URE3] dəyişdirilmiş URE2 zülalı kimi: Saccharomyces cerevisiae-də prion analoqu üçün sübut. Elm 264:566–569. doi:10.1126/science.7909170.Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

12.↵Taylor KL, Cheng N, Williams RW, Steven AC, Wickner RB. 1999. Doğma Ure2p-dən in vitro amiloid formalaşmasının Prion domeninin başlanması. Elm 283:1339–1343. doi:10.1126/science.283.5406.1339.Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

13.↵Speransky VV, Taylor KL, Edskes HK, Wickner RB, Steven AC. 2001. Saccharomyces cerevisiae-nin [Ure3] hüceyrələrində prion filament şəbəkələri. J Cell Biol 153:1327–1336. doi:10.1083/jcb.153.6.1327.Abstract/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

14.↵Kuşnirov VV, Vişnevskaya AB, Aleksandrov İ.M., Ter-Avanesyan MD. 2007. Prion və qeyri-prion amiloidləri: maya Sup35 zülalından ilhamlanan müqayisə. Prion 1:179–184. doi:10.4161/pri.1.3.4840.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

15.↵Saupe SJ. 2011. Podospora anserina-nın [Het-s] prionu və onun heterokaryon uyğunsuzluğunda rolu. Semin Cell Dev Biol 22:460–468. doi:10.1016/j.semcdb.2011.02.019.CrossRefPubMedGoogle Scholar

16.↵Wickner RB, Edskes HK, Ross ED, Pierce MM, Baxa U, Brachmann A, Shewmaker F. 2004. Prion genetikası: yeni bir gen növü üçün yeni qaydalar. Annu Rev Genet 38:681-707. doi:10.1146/annual.genet.38.072902.092200.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

17.↵Halfmann R, Jarosz DF, Jones SK, Chang A, Lancaster AK, Lindquist S. 2012. Prionlar yabanı mayalarda fenotipik irsiyyət üçün ümumi mexanizmdir. Təbiət 482:363–368. doi:10.1038/nature10875.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

18.↵Holmes DL, Lancaster AK, Lindquist S, Halfmann R. 2013. Ekoloji cəhətdən həssas prion tərəfindən maya çoxhüceyrəliliyinin irsi yenidən qurulması. Hüceyrə 153:153–165. doi:10.1016/j.cell.2013.02.026.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

19.↵Jarosz DF, Brown JCS, Walker GA, Datta MS, Ung WL, Lancaster AK, Rotem A, Chang A, Newby GA, Weitz DA, Bisson LA, Lindquist S. 2014.Krallıqlararası kimyəvi rabitə maddələr mübadiləsinin irsi, qarşılıqlı faydalı prion əsaslı transformasiyasını idarə edir. Hüceyrə 158:1083–1093. doi:10.1016/j.cell.2014.07.025.CrossRefPubMedGoogle Scholar

20.↵Wickner RB, Shewmaker FP, Bateman DA, Edskes HK, Gorkovskiy A, Dayani Y, Bezsonov EE. 2015. Maya prionları: quruluş, biologiya və prionlarla işləmə sistemləri. Microbiol Mol Biol Rev 79:1–17. doi:10.1128/MMBR.00041-14.Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

21.↵Manjrekar J. 2017. Epigenetik miras, prionlar və təkamül. J Genet 96:445–456. doi:10.1007/s12041-017-0798-3.CrossRefGoogle Scholar

22.↵Wickner RB, Edskes HK, Roberts BT, Baxa U, Pierce MM, Ross ED, Brachmann A. 2004. Prionlar: genlər və yoluxucu varlıqlar kimi zülallar. Genes Dev 18:470-485. doi:10.1101/gad.1177104.PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

23.↵Roberts BT, Wickner RB. 2003. İrsi fəaliyyət: kovalent avtoaktivləşmə ilə yayılan prion. Genes Dev 17: 2083-2087. doi:10.1101/gad.1115803. Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

24.↵Roberts BT, Wickner RB. 2004. Prionun yeni növü: öz modifikasiyası üçün zəruri olan dəyişdirilmiş zülal. Hüceyrə dövrü 3:100–103. doi:10.4161/cc.3.2.642.CrossRefPubMedGoogle Scholar

25.↵Cancellotti E, Mahal SP, Somerville R, Diack A, Brown D, Piccardo P, Weissmann C, Manson JC. 2013. PrP-də post-translational dəyişikliklər transmissiv süngərvari ensefalopatiya ştamm xüsusiyyətlərini dəyişdirir. EMBO J 32:756–769. doi:10.1038/emboj.2013.6.Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

26.↵Chakravarty AK, Smejkal T, Itakura AK, Garcia DM, Jarosz DF. 2020. İrsi gen ifadə proqramını aktivləşdirən qeyri-amiloid prion hissəcik. Mol Cell 77:251–265.e9. doi:10.1016/j.molcel.2019.10.028.CrossRefGoogle Scholar

27.↵Harvey ZH, Chakravarty AK, Futia RA, Jarosz DF. 2020. Prion epigenetik keçid aktiv xromatin vəziyyəti yaradır. Hüceyrə 180:928–‐‐940.e14. doi:10.1016/j.cell.2020.02.014.CrossRefGoogle Scholar

28.↵Badelt S, Flamm C, Hofacker IL. 2016. Prionlike davranışlı dairəvi RNT-nin hesablama dizaynı. Artif Life 22:172–184. doi:10.1162/ARTL_a_00197.CrossRefGoogle Scholar

29.↵Ferre-D’Amaré AR, Scott WG. 2010. Kiçik özünü parçalayan ribozimlər. Cold Spring Harb Perspect Biol 2:a003574. doi:10.1101/cshperspect.a003574.Abstract/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

30.↵Ramesh A, Winkler WC. 2014. Metabolit bağlayan ribozimlər. Biochim Biophys Acta 1839:989–994. doi:10.1016/j.bbagrm.2014.04.015.CrossRefGoogle Scholar

31.↵Ferre-D’Amaré AR. 2011. GlmS ribozyme-riboswitch tərəfindən koenzimdən istifadə kiçik molekullar tərəfindən RNT kimyasının ilkin genişlənməsini təklif edir. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 366:2942–2948. doi:10.1098/rstb.2011.0131.CrossRefPubMedGoogle Scholar

32.↵Tinsley RA, Furchak JRW, Walter NG. 2007. Trans-aktiv glmS katalitik riboswitch: kilidlənmiş və yüklənmişdir. RNT 13:468–477. doi:10.1261/rna.341807. Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

33.↵Lau MWL, Ferré-D’Amaré AR. 2013. In vitro təkamülə uğramış glmS ribozimin yabanı tipli qatı var, lakin koenzimdən asılılığını itirir. Nat Chem Biol 9:805–810. doi:10.1038/nchembio.1360.CrossRefGoogle Scholar

34.↵Diener TO. 2003. Viroidlərin kəşfi - şəxsi perspektiv. Nat Rev Microbiol 1:75–80. doi:10.1038/nrmicro736.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

35.↵Elena SF, Dopazo J, Flores R, Diener TO, Moya A. 1991. Viroidlərin filogeniyası, viroidşəkilli peyk RNT-ləri və hepatit delta virus RNT-nin viroidə bənzər sahəsi. Proc Natl Acad Sci U S A 88:5631–5634. doi:10.1073/pnas.88.13.5631.Abstract/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

36.↵Flores R, Grubb D, Elleuch A, Nohales MÁ, Delgado S, Gago S. 2011. Viroidlərin, viroidə bənzər peyk RNT-lərin və hepatit delta virusunun yuvarlanan dairəvi replikasiyası: mövzu üzrə variasiyalar. RNT Biol 8:200–‐206. doi:10.4161/rna.8.2.14238.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

37.↵Daròs JA, Flores R. 1995. Bitkilərdən retroviroidə bənzər elementin identifikasiyası. Proc Natl Acad Sci U S A 92:6856–6860. doi:10.1073/pnas.92.15.6856. Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

38.↵Vera A, Daròs JA, Flores R, Hernández C. 2000. Bitkinin retroviroidinə bənzəyən elementin DNT-si bitki pararetrovirusunun genomunda müxtəlif yerlərə birləşir və ardıcıl silmələrlə çoxlu formalar göstərir. J Virol 74: 10390–10400. doi:10.1128/jvi.74.22.10390-10400.2000. Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

39.↵Hegedus K, Dallmann G, Balázs E. 2004. Retroviroidə bənzər elementin DNT forması özü ilə və bitki genomu ilə rekombinasiya hadisələrində iştirak edir. Virusologiya 325:277-286. doi:10.1016/j.virol.2004.04.035.CrossRefPubMedWeb of ScienceGoogle Scholar

40.↵Hammann C, Luptak A, Perreault J, de la Peña M. 2012. Hər yerdə yayılmış çəkic başı ribozim. RNT 18:871–885. doi:10.1261/rna.031401.111.Abstrakt/PULSUZ Tam MətnGoogle Scholar

41.↵Bussière F, Ledû S, Girard M, Héroux M, Perreault J-P, Matton DP. 2003. Bitki genlərini təsirsiz hala gətirmək üçün effektiv cis-trans-cis ribozyme kasetinin hazırlanması: cis-trans-cis özünü parçalayan ribozim kaseti. Bitki Biotechnol J 1:423–435. doi:10.1046/j.1467-7652.2003.00039.x.CrossRefPubMedGoogle Scholar

42.↵Webb C-HT, Lupták A. 2018. Genişləndirilmiş HDV kimi ribozimlər tərəfindən trans parçalanmasının kinetik parametrləri və genomik trans-yarılan RNT-lərin kəşfi perspektivi. Biokimya 57:1440–1450. doi:10.1021/acs.biochem.7b00789.CrossRefGoogle Scholar

43.↵Huang X, Zhao Y, Pu Q, Liu G, Peng Y, Wang F, Chen G, Sun M, Du F, Dong J, Cui X, Tang Z, Mo X. 2019. Trans-parçalanmanın hüceyrədaxili seçimi çəkic başı ribozimləri. Nuklein turşuları Res 47:2514–2522. doi:10.1093/nar/gkz018.CrossRefGoogle Scholar

44.↵Çex B, Hannon GJ. 2016. Hamısını idarə etmək üçün bir döngə: stolüstü tennis dövrü və piRNA ilə idarə olunan susdurma. Trends Biochem Sci 41:324–337. doi:10.1016/j.tibs.2015.12.008.CrossRefPubMedGoogle Scholar

45.↵Çex B, Munafò M, Ciabrelli F, Eastwood EL, Fabry MH, Kneuss E, Hannon GJ. 2018. piRNA ilə idarə olunan genom müdafiəsi: biogenezdən susdurmaya qədər. Annu Rev Genet 52:131–157. doi:10.1146/annurev-genet-120417-031441.CrossRefGoogle Scholar

46.↵Rechavi O, Lev I. 2017. Caenorhabditis elegans-da transgenerasiyalı kiçik RNT irsiyyətinin prinsipləri. Curr Biol 27:R720–R730. doi:10.1016/j.cub.2017.05.043.CrossRefGoogle Scholar

47.↵Battaglia E. 2005. Prion, protean, proteo-konformer: terminoloji təhlil. Rend Fis Acc Lincei 16:5–17. doi:10.1007/BF02904737.CrossRefGoogle Scholar

48.↵de la Peña M. 2018. Özünü parçalayan çəkic başlı ribozimlər vasitəsilə eukaryotlarda dairəvi RNT biogenezi, səh 53-63. Xiao J-də (ed), Dairəvi RNT-lər. Springer Sinqapur, Sinqapur. Google Scholar


Prion Xəstəlikləri və onların Prpsc Əsaslı Molekulyar Diaqnostikası

*Müəllif: Jianhui Wang
Patologiya şöbəsi, Yale Universiteti, 310 Cedar Street, FMB402, New Haven CT 06510, ABŞ
Tel: +012037857802
Faks: +01 (203)785-6899
E-poçt: [e-poçt qorunur]

Qəbul tarixi: 04 noyabr 2015-ci il Qəbul tarixi: 22 dekabr 2015-ci il Nəşr Tarixi: 30 dekabr 2015-ci il

Mücərrəd

Transmissible Spongiform Encephalopathies (TSEs) kimi də tanınan prion xəstəlikləri, yoluxmuş beyində xarakterik süngərə bənzər mikroskopik görünüşü olan ölümcül neyrodegenerativ xəstəliklərdir. Onlara normal yerdə yayılmış hüceyrə prion zülalı PrPc-nin anormal izoformundan (PrPSc) ibarət yalnız zülallı hissəcik səbəb olur. Prion xəstəlikləri həm insanlara, həm də heyvanlara təsir edir və növlərarası Corbièrə səbəb ola bilər. İnsanlarda quru xəstəliyi, Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi (CJD), Gerstmann-Sträussler-Scheinker (GSS) sindromu, Fatal Familial Insomnia (FFI), Variant Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi (vCJD) və o cümlədən prion xəstəliklərinin altı müxtəlif fonotipi vardır dəyişkən proteaz həssas prionopatiya (VPSPr). Otyeyən heyvanlarda və ətyeyən heyvanlarda yaxşı öyrənilmiş beş prion xəstəliyi var, o cümlədən scrapie, Bovine Spongiform Encephalopathy (BSE), Xroniki İsraf Xəstəliyi (CWD), Transmissiv Mink Ensefalopatiyası (TME) və Pişik Süngəri Ensefalopatiya (FSE). Xəstəliklərin patogeni olaraq, PrPSc təsirlənmiş şəxslərin toxumalarında və bədən mayelərində toplanır və prion xəstəliklərinin diaqnostikası üçün ən etibarlı marker kimi xidmət edir. Bioanaliz, immunoblotinq, immunohistokimya (IHC) və fermentlə əlaqəli immunosorbent təhlili (ELISA) testləri prion xəstəliyinin diaqnostikasında və müşahidəsində istifadə edilmişdir, lakin onlar preklinik diaqnostika üçün kifayət etmir. Yeni təkmilləşdirilmiş in vitro PrPSc gücləndirmə üsulları, məsələn, zülalın yanlış qatlanan siklik gücləndirilməsi (PMCA), amiloid toxumlama analizi (ASA) və real vaxtda zəlzələdən qaynaqlanan çevrilmə (RT-QUIC) həssaslığın əhəmiyyətli dərəcədə artdığını göstərdi. Bu yaxınlarda RT-QUIC və PMCA sidikdə və ya burun tamponunda PrPSc-ni hədəf alan qeyri-invaziv testlərə tətbiq olundu və prion xəstəliklərinin erkən diaqnostikasını və nəzarətini daha praktik hala gətirdi.

Açar sözlər

Prion Diaqnostikası TSEs PrPSc PrPc Transmissiv Spongiform Ensefalopatiyalar

Giriş

Prion xəstəlikləri mərkəzi sinir sisteminin nadir, lakin ölümcül xəstəlikləridir, konvulsiyalar, demans, ataksiya və davranış dəyişiklikləri kimi neyrodejenerativ simptomları göstərir. Təsirə məruz qalmış beyin toxumasında onların ötürülmə xüsusiyyəti və xarakterik süngərəbənzər mikroskopik görünüşünə görə onlara Transmissiv Spongiform Ensefalopatiyalar (TSEs) də deyilir. Prion xəstəliyinin inkubasiya dövrü uzundur, lakin klinik əlamətlər göründükdən sonra xəstəlik sürətlə irəliləyir və sürətlə ölümlə nəticələnir. Simptomları aradan qaldıran müalicə üsulları mövcud olsa da, insan prion xəstəliklərinin müalicəsi üçün sağ qalma faydası verən heç bir dərman mövcud deyil [1,2]. 1996-cı ildə Böyük Britaniyada insanlar arasında Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi (vCJD) böhranı variantı iribuynuzlu süngər ensefalopatiyası (BSE) ilə yoluxmuş mal-qaranın istehlakı nəticəsində yarandı və bu, potensial olaraq yayılmış prion xəstəliklərinin qida heyvanlarından insanlara keçə biləcəyini sübut etdi və buna görə də böhran insan sağlamlığı və iqtisadiyyatı ilə bağlı dərin narahatlıq doğurdu [3]. Əhəmiyyətli klinik əlamətlər olmayan yoluxmuş insanları buraxmaq da təhlükəlidir, çünki yoluxma zamanı xəstəliyin əlamətlərinin görünməsinə qədər olan vaxt 50 ilə qədər ola bilər [4] və bu inkubasiya dövründə yoluxmuş insanlar patogen daşıyıcı ola bilərlər. və prion xəstəliklərini tibbi/dental alətlə çirklənmə, transfuziya və ya transplantasiya yolu ilə yaya bilər [5]. Buna görə də, prion xəstəliklərinin diaqnostikasında yalnız xəstələrin simptomlarını aradan qaldırmaq üçün deyil, həm də ictimai sağlamlığın qorunması üçün həssas üsulların hazırlanması vacibdir. Ənənəvi olaraq prion xəstəliklərinə adətən kliniki əlamətlərlə diaqnoz qoyulur və ölümdən sonrakı müayinə ilə təsdiqlənirdi, lakin xəstəliklərin erkən mərhələdə diaqnostikası üçün kifayət qədər metod yox idi. Bu yaxınlarda yeni təkmilləşdirilmiş in vitro gücləndirici diaqnostika üsulları bu çatışmazlığın perspektivli həlli kimi xidmət edə bilər və xəstəliklərə nəzarət üçün potensial qeyri-invaziv skrininq vasitələrini təmin edə bilər. Bu icmalda biz prion xəstəliklərinin kəşfi, patogenezi və molekulyar diaqnostika tarixçələri haqqında qısa məlumat veririk və xüsusilə erkən diaqnostika və müşahidəyə bir qədər işıq salmaq üçün bu yaxınlarda hazırlanmış sürətli və dəqiq qeyri-invaziv skrininq testlərini ümumiləşdiririk. prion xəstəlikləri.

Prion Xəstəliklərinin Kəşf Tarixi

İnsanlarda prion xəstəliklərinin 6 fenotipi var: kuru xəstəliyi, Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi (CJD), Gerstmann-Sträussler-Scheinker sindromu (GSS), Fatal Familial Insomnia (FFI), variant Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi (vCJD) və var. proteaz həssas prionopatiya (VPSPr) Otyeyən dırnaqlı heyvanlarda qoyun və keçilərdə sıyrıq, iribuynuzlu mal-qarada iribuynuzlu ensefalopatiya (BSE, həmçinin "maddə inək xəstəliyi" kimi də tanınır), maral və sığınlarda xroniki arıqlama xəstəliyi (CWD) var. minkdə ötürülən mink ensefalopatiyası (TME), pişik və çitada isə pişik süngər ensefalopatiyasıdır (FSE). Çox güman ki, daha çox növ bu xəstəlik növü daşıyır. Bütün bu prion xəstəlikləri ölümcül neyrodejenerativ proses, süngərəbənzər beyin və xəstəlik ötürmə qabiliyyəti daxil olmaqla ümumi xüsusiyyətləri paylaşır. Şəkil 1 məlum prion xəstəliklərinin kəşfinin vaxt cədvəlini göstərir və biz burada onların hər bir növünün qısa tarixini, ilk kəşfdən başlayaraq model heyvanlara uğurlu peyvəndlə xarakterizə olunan yaxşı qurulmuş mərhələyə qədər ümumiləşdirdik.

Şəkil 1: Prion xəstəliklərinin kəşf tarixinin qrafiki

Qoyun və keçilərdə scrapie

Scrapie təsvir edilən ən erkən prion xəstəliyidir. İlk qeyd 1732-ci ildə Böyük Britaniyada qoyun qırıntısının təsvir edildiyi vaxta təsadüf edir [6]. Scrapie həm qoyunlara, həm də keçilərə yoluxa bilər, təmas yolu ilə onların arasında yayıla bilər və yoluxmuş heyvanların yun və ya tüklərini qırmasına, arıqlamasına və qəribə davranışlar göstərməsinə səbəb ola bilər [7,8]. 1898-ci ildə skrapie ilə yoluxmuş qoyunlarda beyin zədəsi müşahidə edildi ki, bu da süngərvari ensefalopatiyanın xüsusiyyətlərinin ilk qeydidir [9]. 1961-ci ildə Çandler siçanlara scrapie verilə biləcəyini kəşf etdi ki, bu da scrapie tədqiqatının gedişatını sürətləndirdi [10] və model heyvana ötürülmə üsulu o vaxtdan bəri digər prion xəstəliklərinin tədqiqatlarında geniş istifadə olunur. Tədqiqatçılar süngərvari ensefalopatiya ilə bağlı klinik əlamətləri olan xəstəlikləri aşkar etdikdən sonra model heyvanlardakı xəstəlikləri tədqiq edəcəklər ki, bu da patogenez tədqiqatını sürətləndirib.

İnsanlarda Kuru, CJD, GSS, FFI və VPSPr

1957-ci ildə Gajdusek Papua, Yeni Qvineyada yerləşən Fore qəbiləsində quru xəstəliyini bildirdi [11]. Xəstəliyə &ldquokuru&rdquo adı verildi, çünki bu yerli söz "qorxudan və ya soyuqdan xatırlanmaq" kimi tərcümə olunur və xəstəliyin ilkin mərhələlərində özünəməxsus tremor xüsusiyyətlərini yaxşı əks etdirir. Gajdusek daha sonra şimpanzelərə qurunun ötürülməsinə nail olduqdan sonra Fore tayfasında ritualist yamyamlığın səbəbini müəyyən etdi [12].

1920-ci illərdə Creutzfeldt və Jakob süngərvari ensefalopatiyanın başqa bir ölümcül xəstəliyi olan Creutzfeldt-Jakob xəstəliyini (CJD) tapdılar ki, bu da 6 aylıq ümumi sağ qalma nisbəti 30% olan gec başlayan neyrodegenerativ demensiyaya gətirib çıxarır [13]. 1968-ci ildə Gibbs şimpanzeyə CJD ötürülməsini həyata keçirdi [5]. 1972-ci ilə qədər Gajdusek və digər tədqiqatçılar scrapie, kuru və Creutzfeldt-Jakob xəstəliklərinin ötürülən yarımkəskin süngər ensefalopatiyaları olduğunu başa düşdülər və bu xəstəliklərin yavaş bir virusdan qaynaqlandığını irəli sürdülər [14]. 1978-ci ildə CJD Manuelidis [15] tərəfindən siçan modelinə ötürüldü.

GSS ilk dəfə 1936-cı ildə bildirilmişdir [16] və nəticədə CJD [17] ilə oxşar patogen prosesi paylaşdığı və gəmirici modellərə [18] ötürülə biləcəyi aşkar edilmişdir. 1982-ci ildə Prusiner prionun scrapie [19] xəstəliyinin əsl səbəbi olduğunu tapdı və daha sonra o, skrapie, kuru, CJD və GSS kimi üç degenerativ insan xəstəliyini prion xəstəlikləri kimi təsnif etdi [20]. Prusiner kəşfinə görə 1997-ci ildə Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatına layiq görülüb. FFI 1765-ci ilə aid edilə bilər, bir ildən çox yuxusuzluqdan əziyyət çəkən bir xəstənin ilk qeydə alınmış ölümü [21], lakin 1982-ci ildə müəyyən edilmişdir [22] və prion xəstəliyi kateqoriyasına daxil edilmişdir [23]. FFI 1995-ci ildə laboratoriya heyvanlarına ötürülür [24].

VPSPr ilk dəfə 2008-ci ildə bildirilmişdir [25]. Proteaz həssaslığı baxımından heterojen olan sporadik insan prion xəstəliyidir [26]. VASPr hələ yaxşı öyrənilmiş prion xəstəliyi deyil və onun heyvan modellərinə ötürülməsi ilə bağlı nəşr edilmiş tədqiqatlar yoxdur.

Minkdə TME, maral və sığında CWD, pişiklərdə FSE

Transmissiv mink ensefalopatiyasının ilk müşahidələri 1947-ci ildə bildirilmişdir [27,28]. Transmissiv mink ensefalopatiyası ranch minkinin mütərəqqi, ölümcül xəstəliyidir. Xəstəlik eksperimental olaraq meymunlara və hamsterlərə yoluxmuşdur [29]. 1967-ci ildə Şimali Amerika servikslərində Xroniki İsraf Xəstəliyi (CWD) ilk dəfə müşahidə edildi və intraserebral peyvəndlə mal-qara, qoyun və keçilərə yoluxduğu aşkar edildi [30]. ƏUŞ üçün nəzarət səyləri daha çətindir, çünki xəstəlik yalnız əsir uşaqlıqda [31] deyil, həm də sərbəst yayılan uşaqlıqda [32] aşkar edilmişdir.

1990-cı ildə FSE ilk dəfə bir pişikdə tapıldı, əsasən boz maddə neyropil süngiozu ilə xarakterizə olunan süngərvari ensefalopatiya [33] və bu xəstəlik sonradan siçanlara keçdi [34]. Daha çox FSE hadisəsi çitalar, pumalar, ocelotlar, pələnglər, şirlər və Asiya qızıl pişikləri də daxil olmaqla əsir vəhşi pişiklərdə aşkar edilmişdir [35].

İnəkdə BSE və insanda vCJD

BSE və vCJD yaxından əlaqəli olduqları üçün birlikdə təqdim olunur. vCJD, BSE ilə yoluxmuş mal-qaradan insana iribuynuzlu prionların ötürülməsi nəticəsində insanlarda aşkar edilmişdir. Məhz 1980-ci illərdə İngilis inəyində BSE diaqnozu qoyulmuşdu, bu da "maddi inək xəstəliyi" olaraq bilinir. Başlanğıcda BSE-nin Britaniya mal-qarası arasında yayılması insanlara ötürülmə qorxusunu artırdı, çünki insanlar təsadüfən ötürücü agent prion daşıyan BSE ilə yoluxmuş inəkləri istehlak edə bilərdi [36]. Təəssüf ki, qorxular 1990-cı illərdə BSE ilə yoluxmuş mal-qaradan iribuynuzlu prionların ötürülməsi nəticəsində insanlarda tapılan Creutzfeldt&ndashJakob Disease (vCJD) variantı təsdiqləndikdə qorxular reallığa çevrildi [37-39]. vCJD xəstə mal-qara yeməyin nəticəsi olaraq müəyyən edilmişdir və bu, gənclərdə baş verir. vCJD görkəmli psixiatrik və ya sensor simptomlara səbəb olur və digər CJD-lərdən fərqli olan nevroloji anomaliyaların başlanğıcını gecikdirir [40].

Prion xəstəliklərinin patogenezi

Qeyri-ənənəvi &ldquoviruslar&rdquo haqqında erkən tədqiqatlar və quru dayandırılmasında uğur

Skrapi üzərində aparılan müşahidələr göstərdi ki, yoluxmuş dişilərin doğuş mayesi və plasentasında skrapie agenti var və xəstəliyin sağlam yeni doğulmuş quzulara keçməsinə səbəb olur. Eyni quzu yuvasını paylaşan yeni doğulmuş quzular infeksiyaya çox həssas idi. O zamanlar ötürülən xəstəliklərin məlum səbəbləri müəyyən bakterial, viral, göbələk və ya parazitar agentlərlə məhdudlaşırdı. Wilson agentin virus olduğunu irəli sürməyə başladı [41]. Bir çox erkən scrapie tədqiqatçıları razılaşdılar, çünki onlar skrapie agentlərinin çox kiçik olduğunu tapdılar, bu da virusun postulyasiyasına uyğun idi [42]. Gajdusek quru üzərindəki işində quru agentinin bir növ ötürücü virus olmasını da təklif etmişdir [43]. Bununla belə, Alper, yoluxmuş siçan beyin ekstraktlarının süspansiyonlarının ultrabənövşəyi şüalanmasının ekstraktların digər siçanlara yoluxmasına təsir etmədiyini fərq etdi, buna görə də agentin çoxalma qabiliyyəti üçün nuklein turşularından asılı olmadığı qənaətinə gəldi, çünki UV öldürə bilərdi. virus [44]. Gajdusek quru, CJD və scrapie xəstəliklərini dələ meymunlarına ötürəndə o, 3 xəstəliyin törədicilərinin hamısının &ldquoslow virus olduğunu güman edirdi, bu da virusun ətraf mühitə zərər verən amillərdən sağ qalan çox qalıq miqdardan yavaş-yavaş inkişaf edə biləcəyini bildirir [45].Şübhəli yavaş virusun heç vaxt müəyyən edilməməsinə baxmayaraq, 1960-cı ildə adamyeyənliyin dayandırılmasından sonra quru hadisələri azaldı və nəhayət, tamamilə məhv edildi. Quru tədqiqatlarına verdiyi töhfəyə görə Gajdusek 1976-cı ildə Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatını qazandı.

Prionun agent kimi tapılması və prion nəzəriyyəsinin qurulması

1982-ci ildə bu xəstəliklərin törədicilərinin xüsusiyyətlərinə dair bir sıra tədqiqatlardan sonra Prusiner xəstəliklərin törədicisinin zülalla əlaqəli olduğunu göstərən dəlillər tapdı [46,47]. O, xəstəliyin patogenezini izah etmək üçün zülallı infeksion agenti &ldquoPrion&rdquo adlandırdı [48]. Əvvəldən [49], 1997-ci ildə prion kəşfinə görə Prusinerin Fiziologiya və Tibb üzrə Nobel Mükafatına layiq görülməsindən sonrakı dövrə və hətta çox yaxın günlərə qədər elmi ictimaiyyətdə prion nəzəriyyəsinə qarşı çoxlu müzakirələr gedir [50-52] ]. Bununla belə, prion nəzəriyyəsi nəhayət yaxşı quruldu və bu nəzəriyyəyə əsaslanaraq yeni infeksion xəstəliklər sinfi &ldquoprion xəstəlikləri&rdquo təsnif edildi.

Bu nəzəriyyəyə əsasən, xəstəliklər zülallı yoluxucu hissəcik prion vasitəsilə ötürülür. Şəkildə göstərildiyi kimi molekulyar səviyyədə Şəkil 2, prion normal hüceyrə prion zülalının (PrPc) yoluxucu anormal konformasiya izoformudur (PrPSc, PrP prion zülalı deməkdir və Sc adı scrapie adı ilə verilmişdir), PrPc isə ilk növbədə mərkəzi sinir sistemindəki neyronların hüceyrə səthində yerləşir, lakin onun spesifik funksiyası tam başa düşülməmişdir. PrPSc amiloidlər əmələ gətirir və yoluxucudur, çünki PrPc-ə toxunduqda PrPc-ni PrPSc-ə çevirir [53]. PrPSc-nin yığılması hüceyrələrə ciddi ziyan vurur, glioz və neyron itkisinə səbəb olur. Bundan əlavə, PrPSc amiloid kimi tanınan lövhələr yaratmaq üçün birləşir və neyronlarda vakuollar əmələ gətirir ki, bu da yoluxmuş beyində tipik süngər quruluşuna səbəb olur [54]. Prion vahidi zülal molekulyar olduğundan, hətta elektron mikroskop da yalnız amiloidləri göstərə bilər, lakin fərdi prionları göstərə bilməz, bu da əvvəllər agentlərin nə üçün çox kiçik olduğunu izah edir. Prion yalnız zülaldan ibarətdir və bu, agentlərin adətən nuklein turşusunu parçalayan və digər patogenlərin bioloji formalarını məhv edən prosedurlara niyə davamlı olduğunu izah edir. Prion normal genetik olaraq kodlanmış zülalın anormal forması olduğundan, ailə prion xəstəliklərinin genetik xüsusiyyətinə səbəb olur və ev sahibinin immun reaksiyasına səbəb olmur.

Şəkil 2: Prion nəzəriyyəsi - prion xəstəliklərinin patogenezi.

Filamentli göbələkdən zülal agenti kimi ötürülə bilən prion əmələ gətirə biləcəyi bildirildi in vitro [55], yalnız protein fərziyyəsinin etibarlılığını nümayiş etdirir. Prion əsaslı patogen mexanizmlər ilk dəfə məməlilərdə təsvir olunsa da, indi oxşar zülallı infeksion hissəciklər göbələklərdə və mayalarda da aşkar olunduğu üçün onların daha geniş əhəmiyyəti ola bilər [56].

Shadoo adlı PrPc kölgə zülalının xəstəliyə qarşı qoruyucu xüsusiyyətlərə malik olduğu aşkar edilmişdir [57] və PrPc-nin aşağı tənzimlənməsi xəstəliyin patogenezinin elementi idi [58]. Bu yaxınlarda PrPSc-nin əmələ gəlməsinin bəzi inhibitorları aşkar edilmişdir ki, bu da prion xəstəliklərinin faydalı müalicəsinə ümid yaradır [59,60]. Son tapıntılar həmçinin prionun yanlış qatlanmasının p-tau əmələ gəlməsini və &alfa-sinuklein və ubiquitinin birləşməsini gücləndirdiyini, bunun terapevtik üsullara səbəb ola biləcəyini təklif etdi [61]. PrPSc spesifik epitopunu müəyyən edən antikorlar üzərində əhəmiyyətli irəliləyişlərə əsaslanan prion xəstəliyi peyvəndi imkanı da müzakirə edilmişdir [62,63]. Bu yaxınlarda aparılan bir araşdırma, heparanazanın prion xəstəliyinin patogenezində iştirak edən heparan sulfatına müdaxilə edərək, prion xəstəliyinin infeksiyası və inkişafında qoruyucu rol oynadığını müəyyən etdi [64]. Bu in vivo Tədqiqat göstərdi ki, heparazanı həddindən artıq ifadə edən scrapie ilə yoluxmuş transgen siçanlarda scrapie başlanğıcı və inkişafı dramatik şəkildə gecikir və beləliklə, heparazanın başqa bir potensial müalicə hədəfi olduğunu ortaya qoydu. Bununla belə, PrPSc-nin PrPc-ni necə ələ keçirməsi və işə götürməsi və onu PrPSc-ə çevirməsi ilə bağlı əsas mexanizm indiyə qədər qeyri-müəyyən olaraq qalır. Bu prosedurda mexanizmin kəşfi nəinki yeni diaqnostik və terapevtik yanaşmaların inkişafına gətirib çıxara bilər, həm də prion xəstəlikləri üzrə üçüncü Nobel mükafatı laureatı olan əsas biologiya elmi və mədəniyyətinin daha bir mərhələsini yarada bilər.

Prion Xəstəliklərinin Diaqnozu üçün Prpsc Detection Tools

Prion xəstəliklərinə ənənəvi olaraq klinik əlamətlər, elektroensefaloqrafiya və maqnit rezonans tomoqrafiyası ilə diaqnoz qoyulur və ölümdən sonra patoloji müayinə ilə təsdiqlənir. Molekulyar diaqnostika ümumiyyətlə həm diaqnozun təsdiqi, həm də preklinik skrininq üçün vacib olan daha yüksək həssaslıq və spesifiklik səviyyəsinə çata bilər. PrPSc prion xəstəliklərinin agenti olduğundan prion xəstəliklərinin yeganə etibarlı molekulyar markerinə çevrilir. Prion xəstəliyi üçün 14-3-3 protein, S100 protein və neyron-spesifik enolaza (NSE) kimi molekulyar markerlər var idi, lakin bu markerlər spesifiklik baxımından PrPSc qədər yaxşı deyildi. PrPSc əsaslı diaqnoz yalnız xəstəliklərin son patoloji uyğunluq testi deyil, həm də preklinik skrininq üçün ilk namizəddir [65,66]. In Cədvəl 1, daxil olmaqla 3 kateqoriyaya qruplaşdırılan klassik PrPSc aşkarlama üsullarını sadaladıq in vivo gücləndirmə kateqoriyası, gücləndirmə kateqoriyası və in vitro gücləndirmə kateqoriyası. The in vivo gücləndirmə üsulu laboratoriya heyvanlarında bioanalizdən istifadə etməkdir. Həssas və etibarlıdır, lakin çox vaxt aparır (aylar və ya illər) və bəzən növ maneələrini aradan qaldırmaq çətindir. Qeyri-amplifikasiya üsulları yaxşı spesifikliyə malikdir və onlar ənənəvi olaraq klinik diaqnostikada, lakin əksər hallarda ölümdən sonra istifadə olunur. Yalnız onlardan bəziləri tutma zənginləşdirmə və çiçəklənmə kimi təkmilləşdirilmiş üsullardan istifadə etdikdə, ölümdən əvvəl qan testi üçün yüksək həssaslığa malik ola bilərlər. The in vitro gücləndirmə üsulları asimptomatik mərhələlərdə, hətta sidik kimi qeyri-invaziv bədən mayesində səhv qatlanmış prion zülallarını aşkar etmək üçün kifayət qədər həssasdır.

Kateqoriya Metod Mexanizm İstinad Proteinaz K-həssas PrPSc aşkar edərsə? Hədəf Nümunələr Qeydlər Kommersiya dəstləri
In vivo Gücləndirmə Animal BioAssay Peyvənd edilmiş heyvanlarda ID50 və ya LD50-ni ölçür Chandler[10] Bəli Doku, qan, sidik, tüpürcək Gücləndirilmiş əlamətlər, lakin bahalı və bəzən növ maneələri var. Heç biri
Gücləndirilməməsi Western Blot PrP antikor ləkəsi McKinley [67] Yox Doku Gərginlik növlərini aşkar edə bilir. Prionics - Qərbi yoxlayın
ELISA PrP antikor ləkəsi Barri [68] Yox Doku, qan Antigen tutma zənginləşdirilməsi üçün əlverişlidir. Prionics Check, Enfer TSE, Bio-Rad TeSeE, Roboscreen Beta Prion BSE, Institut Pourquier Speed&rsquoit BSE, Roche PrionScreen, IDEXX HerdChek BSE
IHC PrP antikor ləkəsi McBride [69] Yox Doku Toxumadakı yerləri göstərə bilər, lakin antigeni təsirsiz hala gətirmiş PrPSc-ni əldən verə bilər. Ventana IHC Sistemləri
CDI Epitop mühafizəsindən istifadə edərək konformasiyadan asılı immunoassay Səfər [70] Bəli Doku Gərginlik növlərini aşkar edə bilir. InPro CDI-5, Ceditect BSE
DELFIA Dissosiasiya ilə gücləndirilmiş lantanid floresan immunoassay, həll olunmayan PrPSc faizini ölçür Barnard [71] Bəli Doku, qan İnteqrasiya edilmiş vaxtla həll olunan flüoresan siqnal. PE DELFIA TRF
MPD yanlış qatlanmış zülal diaqnostikası, peptid ß-vərəq konformasiyasına çevrildikdə, birləşdirilmiş eksimer işə düşür. Grosset [72] Bəli Doku, qan Heç bir antikor istifadə etmədən sadə addımlar. Heç biri
SOFİYA Ətraflı optik lif immunoassay Çanq [73] Bəli Doku, Qan, Sidik Çoxlu antikorların əməkdaşlıq etməsi. Heç biri
In vitro Gücləndirmə Cell BioAssay Peyvənd edilmiş hüceyrələrdə PrPSc aşkar edir Bosque [74] Yox Doku, qan Gücləndirilmiş siqnal, bəzən növ maneələri var. Heç biri
PMCA Protein yanlış qatlanan siklik gücləndirilməsi Saborio [75] Bəli Toxuma, Qan, CSF, Sidik Gücləndirilmiş siqnal. Heç biri
KİMİ Amiloid toxum analizi, amiloid boya ThT istifadə edir Colby [76] Bəli Toxuma, Qan, CSF Gücləndirilmiş siqnal, aşağı fon, toxum hazırlığında yağış mərhələsinə ehtiyac duyur. Heç biri
RT-QUIC Real vaxtda zəlzələdən qaynaqlanan çevrilmə, amiloid boya ThT istifadə edir Ataraşi [77] Bəli Doku, Qan, Burun Swab Gücləndirilmiş siqnal, sadə silkələmə addımına və aşağı fona malikdir. Heç biri

Cədvəl 1: PrPSc əsaslı diaqnoz üsulları

In vivo PrPSc-nin gücləndirilməsinin aşkarlanması

Laboratoriya heyvanlarının istifadəsini əhatə edən bioanalizlər tez-tez PrPSc-nin aşkarlanması və titrlənməsi üçün istifadə olunur, çünki PrPSc PrPc-ni PrPSc-ə çevirə bilir. in vivo və beləliklə, müşahidə edilə bilən klinik əlamətlərə və ölümə səbəb olur. Titr sınaq materialının ardıcıl seyreltmələri ilə aşılanmış eksperimental heyvanlarda inkubasiya dövrü ilə ölçülə bilər [78] və ya infeksiyaya səbəb olan prionun dozası olan orta yoluxucu və ya öldürücü doza (ID50, LD50) ilə müəyyən edilə bilər. müvafiq olaraq peyvənd edilmiş heyvanların 50%-də ölümcül vəziyyət [79]. Onlar qanda [80,81], sidikdə və tüpürcəkdə [67] PrPSc aşkar edə bilən son dərəcə həssas olsalar da, adətən uzun müddət inkubasiya tələb edir və bəzən növ maneə problemi var. Test üçün transgenik siçan növlər baryerini aşmaq və inkubasiya müddətini azaltmaq üçün faydalıdır, lakin vaxt və pul baxımından qiymət hələ də yüksəkdir.

PrPSc-nin gücləndirilməməsi aşkarlanması

Ənənəvi immunoloji aşkarlamalar: PrPSc-nin hissələrinin proteinaz tərəfindən həzm oluna bilməyəcəyinə əsasən, PrP-nin proteinaz K-yə davamlı hissəsinin immunoloji aşkarlanması, o cümlədən ənənəvi Western blot [67], İmmunohistokimya (IHC) [69] və fermentlə əlaqəli immunosorbent analizi ( ELISA) [68]. IHC, PrPSc-nin mikroskopik yerini göstərə bilər, lakin bəzən sabit toxumalarda antigenin inaktivasiyası problemləri olur, belə ki, İHC-də antigen axtarışı tələb olunur [82]. Qərb ləkələri skrapie ilə yoluxmuş beyin homogenatının 1000 qat qatılamasını aşkar edə bilir, ELISA isə Western blotdan daha sürətlidir və antigen tutma zənginləşdirilməsi üçün daha əlverişlidir.

ELISA qan nümunələrində PrPSc aşkar etmək üçün zənginləşdirmədən sonra həssaslığı əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər [83,84]. Prionics&rsquo Check seriyası, Enfer&rsquos TSEBio-Rad&rsquos TeSeE, Roboscreen Beta&rsquos Prion BSE, Institut Pourquier&rsquos&rsquos kimi çoxlu sayda heyvanı yoxlamaq üçün bir neçə kommersiya ELISA dəsti var isə yalnız bir mövcud kommersiya Western Blot dəsti, Prionics&rsquo Check Western, var. və Roche-nin PrionScreen.

PrPSc-nin heç də hamısı proteinazaya davamlı deyildi [84,85], buna görə də proteinazaya həssas PrPSc üçün post-proteinaz aşkarlama metodu kifayət deyil. Buna görə də, ELISA üsulları, proteinaz K həssas PrPSc [86,87] aşkar etmək üçün xüsusi olaraq PrPSc ilə bağlanan antikorlara və ya kimyəvi mühitə əsaslanır. PrPSc spesifik tanınmasına əsaslanan ilk kommersiya testi IDEXX HerdChek BSE Antigen EIA-dır ki, bu da xüsusi olaraq PrPSc-ni tutmaq üçün hazırlanmış polimer liqandından istifadə edir [88].

Konformasiyadan asılı immunoassay (CDI): Tədqiqatlar müəyyən etdi ki, PrPSc-nin immunoreaktivliyi guanidinium tiosiyanat denaturasiyası [89] ilə xeyli artır, çünki guanidinium tiosiyanat denatürasiyası zamanı PrPSc-nin konformasiyası dəyişmiş və gizli epitopları ifşa etmişdir [90]. CDI, PrPSc-nin konsentrasiyasının ölçüsü kimi antikorların denatürə/doğma PrP ilə bağlanma nisbətindən istifadə edir və tərtib edilmiş denatürə/doğma PrP nisbəti qrafikində müxtəlif mövqelərə görə müxtəlif ştammları bildirir [70]. Təkmilləşdirilmiş CDI, CJD/vCJD xəstələrinin bədən mayelərində PrPSc aşkar edə bilər [91].

Dissosiasiya ilə gücləndirilmiş lantanid floresan immunoanalizi (DELFIA): Bu üsul iki yerli immunoassay istifadə edir. O, iki konsentrasiyalı guanidin hidroxlorid ilə işlənmiş iki ekstraktın PrP konsentrasiyalarını təyin edir və sonra diaqnostik parametr kimi həll olunmayan PrPSc faizini ölçür. Təhlil dəqiqdir, çünki o, PE həyat elmindən kommersiya olaraq əldə edilən çox möhkəm və həssas vaxt həlli olan flüoresan dəstindən istifadə edir [71].

Səhv qatlanmış protein diaqnostikası (MPD): MPD analizi PrPSc varlığında sintetik prion peptidinin çevrilməsinə əsaslanan sadə aşkarlama üsuludur. Siqnal peptidlə birləşmiş flüoroforun eksimer əmələ gəlməsi nəticəsində yaranır. Nümunədəki PrPSc süni peptidi &beta-vərəqə çevirdikdə, birləşdirilmiş iki flüorofor flüoresans yaymaq üçün eksimerik dimer əmələ gətirir [72].

Ətraf optik lif immunoassay (SOFIA): Prion antikorlarında müsbət immunokooperativlik fenomeni var, bu o deməkdir ki, bir PrPSc spesifik monoklonal antikor PrPSc ilə bağlandıqdan sonra digər PrPSc epitopları digər spesifik monoklonal antikor üçün açılmağa başlayır. Bu fenomen əsasında SOFIA aşkarlanması işlənib hazırlanmışdır. O, immunokaptura pilləsindən və yüksək həssas fiber optik əsaslı lazerlə induksiya olunan flüoresans aşkarlama addımından ibarətdir [73]. Bu analizin yüksək həssaslığı bioloji mayelərdə preklinik PrPSc aşkarlanması üçün yaxşı xüsusiyyətdir [92].

In vitro PrPSc-nin gücləndirilməsi aşkarlanması: PrPSc zülalın səhv qatlanan forması olduğundan və onun gen səviyyəsində spesifik istehsalçısı olmadığından, onu ənənəvi həssas PCR əsaslı üsullarla aşkar etmək mümkün deyil. Bununla belə, var in vitro aşkarlama həssaslığını artırmaq üçün PrPSc-nin gücləndirilməsi sistemləri, konseptual olaraq PCR dövrünə analojidir. Onlar çox az miqdarda səhv qatlanmış protein toxumlarının verilməsinə və onları daha böyük amiloidogen və ya proteinazaya davamlı zülal aqreqatlarına gücləndirməyə etibar edirlər.

Hüceyrə bioanalizi: Heyvan bioanalizi həssas və etibarlı aşkarlama üsuludur in vivo PrPSc gücləndirilməsi, lakin bu, bahalı və vaxt aparır. Yüksək PrPSc yoluxucu hüceyrə xətləri PrPSc aşkarlanması üçün yaxşı ex vivo modelləri təmin etmişdir [74,93]. Hüceyrə əsaslı bioanalizlər adətən hüceyrə xəttlərində gücləndirilmiş PrPSc-ni aşkar etmək üçün ənənəvi Westen blot və ELISA istifadə edir və heyvan bioanalizi ilə oxşar həssaslıq göstərərkən onların inkubasiya müddəti daha qısa olur [94]. Heyvanların bioanalizlərində olduğu kimi, hüceyrə bioanalizlərində də növ maneələri var, lakin hüceyrə xəttlərində PrPc-nin həddindən artıq ifadəsi növ maneələrini aşa bilər [95,96]. Müəyyən DNT məzmunu ilə uyğun ölümsüzləşdirilmiş hüceyrə xətti mövcud olduqda hüceyrə bioanalizi effektiv üsuldur.

Protein səhv qatlanan siklik gücləndirmə (PMCA): PMCA istifadə edir in vitro nümunələrdən PrPSc şablonunun iştirakı ilə böyük artıq rekombinant PrPc-nin proteinazaya davamlı PrPSc kimi formaya sürətli çevrilməsinə imkan verən və sonra Western blot vasitəsilə proteinaza davamlı PrPSc-ni aşkar edən siklik gücləndirmə sistemi. Hər bir dövrədə PrPSc şablonu PrPc ilə inkubasiya edildikdə PrPSc aqreqatı çevrilir və sonra aqreqatlar növbəti gücləndirmə dövrü üçün çoxsaylı PrPSc şablonları yaratmaq üçün sonikasiya ilə pozulur [75]. Bu üsul prion xəstəliklərinin asimptomatik mərhələlərində qanda PrPSc aşkarlanması üçün kifayət qədər həssasdır [97-100].

Amiloid toxum analizi (ASA): PrPSc PrPc-ni PrPSc-ə çevirə və sonra amiloid əmələ gəlməsinə səbəb ola bildiyinə görə ASA PrPc-ni amiloidlərə çevirmək üçün toxum kimi PrPSc-dən istifadə edir və sonra amiloidləri amiloid spesifik boya Thioflavin T-də flüoresan dəyişikliyi ilə aşkar edir [76]. Bu ASA reaksiyasıdır in vitro PrPSc aşkarlanması üçün gücləndirmə sistemi və amiloid olmadıqda aşağı fon flüoresansı, preklinik testi etmək üçün kifayət qədər yüksək görünən həssaslığı artırmağa kömək edir. Bununla belə, nümunədəki çirklər amiloid əmələ gəlməsini maneə törətməyə meyllidir, buna görə də ASA nümunə preparatında toxumu qismən təmizləmək üçün fosfotunqstik turşu ilə çökdürmə (PTA) [101] istifadə etdi.

Real vaxtda zəlzələdən qaynaqlanan çevrilmə (RT-QUIC): A zəlzələ səbəb çevrilmə (QUIC) olmaq üçün hazırlanmışdır in vitro PMCA-ya bənzər gücləndirmə sistemi, lakin nümunələrə vibrasiya enerjisinin müxtəlif çatdırılması problemi olan sonikasiya dövrlərini əvəz etmək üçün daimi silkələnmə inkubasiyası ilə [102]. Standart QUIC [103]-dən əvvəl immunopresipitasiyanın tətbiq olunduğu təkmilləşdirilmiş QUIC metodu mövcuddur. RT-QUIC real vaxt rejimində amiloid əmələ gəlməsi testini həyata keçirmək üçün QUIC-i ASA-da istifadə olunan tioflavin T (ThT) flüoresan boya ilə birləşdirən bir üsuldur [77]. RT-QUIC bədən mayesinin aşkarlanması üçün kifayət qədər həssasdır və o, qeyri-invaziv skrininqdə istifadə edilə bilər [104].

Müzakirə

Prion xəstəlikləri növ daxilində və növlər arası ötürülə bilən olduğundan, insanların qida istehlakı və yatrogenliyi ilə insanlarda potensial olaraq yayılmışdır. İnsanda rast gəlinən və genetik prion xəstəliyi hallarının əksəriyyəti istisna olmaqla, bir neçə tarixi hadisə göstərdi ki, onların xəstəlikləri ekoloji cəhətdən cannibalizm, yoluxmuş qida heyvanlarının istehlakı və yatrogenlik yolu ilə əldə edilmişdir. Yayılmasına səbəb olan adamyeyənliyə son qoyuldu. Bununla belə, iribuynuzlu süngər ensefalopatiyasına (BSE) yoluxmuş inəklərin istehlakı nəticəsində yaranan Creutzfeldt-Jakob xəstəliyi (vCJD) böhranının daha yeni variantı, yoluxmuş yem heyvanlarının insanlar üçün böyük təhlükə olduğunu xatırladır. Əhəmiyyətli klinik əlamətləri olmayan prion yoluxmuş xəstələr başqa təhlükə olaraq qalırlar, çünki xəstəliklər insanların orqanizmində uzun müddət gizli müddətə inkubasiya oluna və tibbi və ya stomatoloji alətlərin çirklənməsi, transfuziya və ya transplantasiya yolu ilə yayıla bilər. Bəzi həssas və dəqiq prion xəstəliyinin diaqnostikası vasitələri yalnız xəstələrin simptomlarının aradan qaldırılması üçün erkən müdaxilə üçün deyil, həm də əhalinin sağlamlığının xəstəliklərin yayılmasına qarşı qorunması üçün çox vacibdir. Hal-hazırda prion xəstəliyinin diaqnostikası vasitələri klinik istifadə və ya preklinik nəzarətdə istifadə üçün kifayət etməsə də, PrPSc aşkarlama texnikasının son nailiyyətləri erkən diaqnostika və xəstəliyin müşahidəsi üçün potensial skrininq vasitələrini təmin edir.

Diaqnoz tədqiqatları və mexanizm tədqiqatları arasında qarşılıqlı faydalar var. Prion nəzəriyyəsinin yaranmasından əvvəl də erkən diaqnostika tədqiqatları xəstəliyin xüsusiyyətlərini üzə çıxarmış və profilaktika yanaşmalarını təklif etmişdi. Məsələn, erkən tədqiqatlarda, scrapie diaqnostikası tədqiqatlarından hazırlanmış heyvan bioanalizi birbaşa olaraq digər prion xəstəliklərinin təyin edilməsinə gətirib çıxardı və nəticədə quru xəstəliyinin dayandırılmasına səbəb oldu. Prion nəzəriyyəsinin qurulmasından sonra aparılan sonrakı diaqnostik tədqiqatlarda, proteinaz K həssaslığı olmayan PrPSc və antikorların epitoplara bağlanmasında müsbət immunokooperativlik kimi bəzi yeni tapıntılar prion ştammlarında konformasiya fərqlərini anlamaq üçün çox faydalı oldu. Əksinə, prion nəzəriyyəsi patogen davranışını kəşf etdi və PrPSc-ni prion xəstəliklərinin diaqnostikası üçün ən etibarlı marker kimi müəyyən etməyə kömək etdi. PrPSc/PrPc transformasiya nəzəriyyəsinə əsaslanaraq, prion xəstəliyinin diaqnozu üçün daha həssas gücləndirmə aşkarlama üsulları hazırlanmışdır.Buna görə də, prion xəstəliyinin diaqnostik tədqiqatlarının son sıçrayışı, xüsusən də bədən mayelərini aşkar edə bilən yeni dəyişdirilmiş üsullar, klinik diaqnostika ehtiyaclarını ödəmək üçün perspektivli güc göstərdi. Eyni zamanda, qabaqcıl diaqnostik vasitələr prion xəstəliklərinin patogenezi tədqiqatlarını sürətləndirə və hətta terapevtik yanaşmalara ilham verə bilər.

Prion xəstəliklərinin diaqnostik praktikasında, o cümlədən postmortem təsdiqləmə, klinik diaqnostika və preklinik skrininqdə yüksək spesifiklik və həssaslıq həmişə mühüm əhəmiyyət kəsb edir. Adətən, antikor tanınması spesifiklik ehtiyacını qarşılayır, xüsusən də müxtəlif monoklonal antikorlar müxtəlif epitopları tanımaq üçün istifadə edildikdə, onlar hətta prion ştammlarında konformasiya fərqlərini deyə bilirlər. Ümumiləşdirilmiş metod siyahımızda yalnız bir üsul, səhv qatlanmış protein diaqnostik metodu (MPD) heç bir antikordan istifadə etmir, lakin birbaşa PrPSc və PrPc arasında tanınma və bağlama qabiliyyətindən istifadə edir. Həssaslığın artırılmasına gəlincə, nümunənin hazırlanmasında tutma zənginləşdirilməsi, in vitro PrPSc gücləndirilməsi və siqnalın aşkarlanmasında flüoresans tətbiqi prion diaqnostikası tədqiqatında üç əsas tendensiyadır. Biz bütün tarixi PrPSc aşkarlama üsullarını təqdim etdik, baxmayaraq ki, onlardan bəziləri aktiv istifadə olunmur, çünki xəstəliyin diaqnostikasında spesifikliyi və həssaslığı yaxşılaşdırmağın effektiv yolu əvvəlki üsulları birləşdirməkdir. Prion diaqnostikası tarixi göstərdi ki, kombinasiyalar çox vaxt daha yaxşı nəticə verir. Məsələn, RT-QUIC standart QUIC-i ASA ilə birləşdirdi və təkmilləşdirilmiş QUIC-də standart QUIC tutma zənginləşdirilməsi ilə birləşdirildi. Mövcud platformalarda CDI və DEFIA, PMCA və MPA və s. kombinasiyaları kimi bir çox potensial kombinasiyalar mövcuddur ki, bunlar gələcəkdə daha yaxşı diaqnostika alətləri ola bilər.

PrPSc bərabər paylanmadığından və PrPSc müxtəlif prion xəstəliklərində müxtəlif toxumaları əhatə etdiyindən, diaqnostik testlər üçün müəyyən bir prion xəstəliyinin inkişafına uyğun olaraq düzgün seçmə strategiyasından istifadə etmək çox vacibdir. 2014-cü ildə aparılmış iki qeyri-invaziv prion diaqnostikası tədqiqatında RT-QuIC metodu müəyyən etdi ki, iybilmə selikli qişasının həssaslığı və ndash-əsaslı testin həssaslığı eyni sporadik CJD xəstələrində [103] onurğa-beyin mayesi və ndash-əsaslı testdən daha yüksəkdir, PMCA metodu isə yalnız sidikdə vCDJ aşkar edə bildi, lakin digər insan prion xəstəliklərini aşkar edə bilmədi [99]. Buna görə də, metodlardan diaqnostik olaraq istifadə edilməzdən əvvəl, toxumalara xüsusi nümunələr, patogen növləri və ştammları və prion xəstəliklərinin mərhələləri kimi klinik şəraitdə diaqnostik həssaslıqları və spesifiklikləri tam şəkildə müəyyən etmək üçün əlavə validasiya tədqiqatlarına ehtiyac var.

Təsdiq

Yale Neyrocərrahiyyə şöbəsindən Dr. Jiangbing Zhou-ya bu rəylə bağlı şərhlərinə görə minnətdarıq. Fiqurlarımızda bütün karikatura elementlərini çəkdiyi üçün Ziting Wang-a da təşəkkür edirik.


Orijinal tədqiqatda istifadə olunan prion milçək ehtiyatları Archana Muralinin köməyi ilə professor PJ Dolph (Dartmouth College Hanover, ABŞ) tərəfindən təmin edilmişdir. Ayova Universiteti İnkişaf Araşdırmaları Hibridoma Bankı (DSHB) və Düsseldorf Universitetinin professoru Hermann Aberle bu layihə üçün əsas reagentləri təmin etmişdir. Orijinal tədqiqatda konfokal mikroskopiyaya dəstək üçün Dr David Read'ə (MRC Toksikologiya Bölməsi) çox təşəkkür edirik.

Orijinal iş Tibb Tədqiqatları Şurası və BBSRC, Böyük Britaniya tərəfindən dəstəkləndi.


Prion zülalı N ilə əlaqəli qlikozilləşmə: terapevtik potensialın nəzərdən keçirilməsi və qiymətləndirilməsi

Bu yazı PrP qlikosilasiyası və onun prion xəstəliklərində rolu (əgər varsa) haqqında bilinənləri nəzərdən keçirəcək və qlikozilləşmənin bu xəstəliklərin müalicəsi üçün potensial terapevtik hədəf olub-olmadığını araşdıracaq.

qlikozilləşmə nədir?

Qlikozilləşmə şəkər zəncirlərinin zülallara bağlanmasıdır. Şəkər zəncirləri bağlanmış zülallara qlikoproteinlər, şəkər zəncirlərinə isə qlikanlar deyilir. Şəkər zəncirinin bir zülala bağlanmasının bir neçə fərqli yolu var, burada qlikan zülaldakı bir asparagin (N) amin turşusunda bir azot (N) atomuna kovalent şəkildə bağlandığı N-əlaqəli qlikozilləşmədir.

Zülallara bağlı qlikanlar olduqca müxtəlif ola bilər. Bu şəkil qlikanların əsas qruplarından yalnız bir neçəsini əks etdirir. (Berninsone, P.M.-dən uyğunlaşdırılmışdır):

Qlikanlar bir neçə ölçüyə görə fərqlənə bilər: uzunluq, budaqlanma quruluşu və hər mövqedə xüsusi şəkər molekulları.

PrP hüceyrə biologiyasının qısa icmalı

PrP’s qlikosilasiyasını anlamaq üçün PrP’s hüceyrə biologiyası haqqında qısa məlumatın olması faydalıdır. Daha ətraflı məlumat üçün mənim ifrazat yolu qeydlərimə və ya [Harris 2003 (ft)] baxın. Budur, qısaca gedirik.

İnsan PrP 253 amin turşusu uzunluğundadır, lakin ilk 22-si mRNT/ribosom kompleksinin endoplazmik retikuluma köçürülməsinə səbəb olan siqnal peptididir (bu, ‘kotranslational translokasiyadır’). Bu 22 amin turşusu (MANLGCWMLVLFVATWSDLGLC) siqnal peptidazı tərəfindən ayrılır və zülal birbaşa ER-yə çevrilməyə davam edir. Hələ tərcümə olunsa da, oliqosakaril transferaza (OST) 2 mümkün yerdən 0, 1 və ya 2-də qlikan zəncirlərini əlavə edir. Ümumiyyətlə, OST iki amin turşusu motivini – NXS və NXT –-i qlikanları birləşdirmək üçün yerlər kimi tanıyır. İnsan PrP-də bunlar 181-183 (NIT) və 197-199 (NFT) kodonunda baş verir. Lakin OST’s hit dərəcəsi 100% deyil. PrP-nin hər hansı bir molekulu, kodon 181, kodon 197, hər ikisində və ya heç birində bağlanmış qlikan zəncirləri ilə nəticələnə bilər.

PrP-nin C-terminusu GPI ankerinin əlavə edilməsi üçün siqnal verən 23 amin turşusu ardıcıllığıdır (SMVLFSSPPVILLISFLIFLIVG). Glipiasiya adlanan bu prosesdə bu 23 amin turşusu ayrılır və GPI ilə əvəz olunur, özü də membrana daxil olan başqa bir şəkər zənciridir və beləliklə, PrP-ni ER membranına bağlayır. Kimdən soruşduğunuzdan asılı olaraq, qlipiasiya ’qlikosilasiya’ də adlandırıla bilər, lakin bu yazının mövzusu deyil. Bu yazı 181 və 197-ci kodonlarda N ilə əlaqəli qlikozilləşmə haqqındadır. Siqnal peptidi və GPI siqnalı parçalandıqdan sonra ilkin 253 amin turşusu zülalı cəmi 208 amin turşusudur.

ER-də başlanğıcından PrP ifrazat yolundan keçir, iki sistein (C180 və C214) arasında disulfid bağı əldə edir və N ilə əlaqəli qlikan zəncirlərində bir neçə modifikasiyaya məruz qalır. DXE siqnalı olan ifrazat yolu zülalları, D aspartik turşu və E qlutamik turşu olduğu üçün "di-turşu" siqnalı adlanır, ekzositozlanır. PrP 144-146 kodonlarında BOYA var və beləliklə, Golgidən hüceyrə səthinə ekzositik veziküldə keçir. Bir dəfə orada plazma membranının ekzoplazmik (xarici) səthinə GPI-lə bağlanmış vəziyyətdə qalır.

insanlar PrP qlikosilasiyasını necə öyrənirlər

PrP-nin hər hansı iki molekulu qlikozilləşmə vəziyyətində bir-birindən iki fərqli şəkildə fərqlənə bilər.

Birincisi, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, PrP N181, N197, hər ikisində və ya heç birində qlikosilləşdirilə bilər. Bu ’s dörd müxtəlif dövlətlər. Lakin bunların laboratoriyada öyrənilməsinin yolu gel elektroforezində molekulyar kütləyə görə ayırmaqdır. Bu edildikdə, yalnız görürsən üç zolaqlar: diglikosilləşdirilmiş, monoqlikosilləşdirilmiş və unlikosilləşdirilmişdir. PrP-nin monoqlikosillənmiş növləri arasında N181-ni N197-qlikosillənmiş molekullardan ayırmaq mümkün deyil.

Aşağıda: Levavasseur 2008-dən gel elektroforezi, Şəkil 1. PrP (bu halda, PrP-res) di-, mono- və unlikosillənməmiş PrP-yə uyğun gələn üç zolaq kimi ayrılır.

İkincisi, PrP-nin iki molekulunun hər ikisi, məsələn, diqlikosilləşdirilmiş olsa belə, onlar hələ də birləşdirilmiş qlikan zəncirlərinin növlərində fərqlənə bilər (yenə də: uzunluq, budaqlanan quruluş, şəkər molekullarının növləri daxildir). Bunu öyrənmək də çətindir. PNGase F fermenti qlikan zəncirlərini PrP-dən ayırmaq üçün istifadə edilə bilər və sonra siz kütləvi spektrometriyadan istifadə edərək dəqiq qlikan zəncirlərinin özlərini müəyyən edə bilərsiniz. Ancaq gördüyünüz hər qlikan zəncirinin N181 və ya N197-dən gəldiyini bilməyəcəksiniz. *Dr. Kukusxkinin şərhində 3-cü bəndə baxın. Və ya iki ölçülü gel elektroforezi edə bilərsiniz, burada qlikanları PrP-yə yapışdıraraq buraxırsınız və sonra PrP molekullarını bir ox boyunca ölçülərinə görə ayırırsınız (beləliklə, di-, mono- və unlikosilsizləri ayırır və yəqin ki, müxtəlif parçalanma məhsullarını da ayırır) və digər oxda izoelektrik nöqtə ilə. İzoelektrik nöqtə molekulun neytral yükləndiyi pH-dır və bu, bir çox qlikan zəncirləri üçün fərqlidir, baxmayaraq ki, kütləvi spesifikasiyadan fərqli olaraq, siz hər bir qlikan zəncirini dəqiq müəyyən edə bilməzsiniz.

Aşağıda: Hopf 2011-dən 2D gel elektroforezi, Şəkil 4. Zülallar (bu şəkildə PrP deyil, bakteriya zülalı) y oxunda molekulyar çəki və x oxunda izoelektrik nöqtə ilə ayrılır.

Ədəbiyyatı oxuduğum zaman “qlikoform” termini ya di/mono/qlikozilləşməmiş ayrı-seçkiliyə, ya da hansı-qlikan zəncirinə və ya hər ikisinə istinad etmək üçün sərbəst şəkildə istifadə olunur. Mən burada da sərbəst şəkildə istifadə edəcəyəm.

qlikozilləşmə prion gərginliyi məlumatının necə kodlaşdırıldığını göstərir? (cavab: yox)

İnsanlarda və digər heyvanlarda, spesifik xəstəlik simptomları, inkubasiya müddətləri və ən çox təsirlənən beyin bölgələri ilə patoloji olaraq fərqlənən və parçalanma məhsullarının ölçüsü ilə biokimyəvi olaraq fərqlənən və qısa müddətdə görəcəyimiz kimi, prionların müxtəlif ştammları vardır. di-, mono- və qeyri-qlikosillənməmiş növlərin nisbəti. Bu xüsusiyyətlər, amin turşusu ardıcıllığı fərqi olmadığı halda, heyvanlar arasında ardıcıl ötürülmə zamanı qorunur.

Yoluxucu zülallar anlayışı irəli sürüldüyü vaxtdan [Griffith 1967, Prusiner 1982], zülalların müxtəlif suşları necə kodlaya biləcəyi mərkəzi sirr olmuşdur. Prion fərziyyəsinin ortaya çıxmasından əvvəl insanların görməyə öyrəşdiyi bütün yoluxucu agentlərin nuklein turşuları var idi və buna görə də DNT və ya RNT ardıcıllığındakı fərqlər müxtəlif suşları kodlaya bilirdi. Soruşa bilərsiniz: fərqli suşlar sadəcə PrP-nin fərqli qlikoformları ola bilərmi?

Əhəmiyyətli sübutlar toplusu cavabın yox olduğunu deyir. İlk tədqiqat yoluxmuş hamsterlərdə müşahidə edilən müxtəlif davranış fenotipləri üçün hiper (HY) və yuxulu (DY) adlı iki hamster prion ştammını nəzərdən keçirən gərginlik məlumatı üçün qlikozilləşmənin zəruri olmadığını göstərən ilk tədqiqat [Bessen 1995]. Bessen kəşf etdi ki, hətta hər bir ştamdan PrP Sc ilk dəfə hüceyrəsiz çevrilmə analizində gücləndirildikdə [Kocisko 1994] sırf unSubstrat kimi qlikosilləşdirilmiş PrP, yeni hamster dəstinə ötürüldükdə gərginlik xüsusiyyətləri hələ də qorunub saxlanılmışdır. Unlycosylated PrP-nin gərginlik məlumatını qoruya biləcəyi tapıntısı o vaxtdan bəri RML və 301C prion ştammları olan siçanlarda təkrarlanmışdır [Piro 2009]. Hələ heç kim sövq edə bilməyib təbii PrP C > PrP Sc-nin vəhşi tipli PrP – ilə hüceyrəsiz sistemdə çevrilməsi bir neçə səyə çox yaxınlaşsa da [Legname 2004, Castilla 2005, Edgeworth 2010, Benetti & Legname 2009-da nəzərdən keçirilmişdir]. yeniləmə 2013-06-08: Prion2013-də öyrəndik ki, Wang 2010 indi ilk uğurlu real yaradıcılıq kimi qəbul edilir. de novo bir sınaq borusunda prionlar. Lakin biz indi maya prionları üzərində aparılan araşdırmalardan da bilirik ki, tək konformasiya gərginlik məlumatını kodlaşdırmaq üçün kifayət ola bilər [Tanaka 2004, Tanaka 2006].

Bütün bunlar glikozilləşmənin olmadığına inandırıcı sübutdur zəruri prion suşlarının mövcudluğu üçün. Bu, tərifinə görə, qlikozilləşmənin hələ də ola biləcəyi ehtimalını istisna etmir töhfə vermək üçün müəyyən suşlar və son bir araşdırma göstərməyə çalışdı ki, prion suşlarının qlikozilləşmə mutantlarını ifadə edən siçanlardan keçməsi həqiqətən gərginlik xüsusiyyətlərini dəyişdirir [Cancellotti 2013]. Bunun nəticələrini şərh etməkdə çətinlik (və bir çox başqaları in vivo tədqiqatlar, aşağıda görəcəyimiz kimi) PrP'nin qlikozilləşmə sahələrinin birini və ya hər ikisini ləğv etmək üçün tədqiqatçılar NXT ardıcıllığını mutasiya etməli idilər, beləliklə, qlikozilləşmə dəyişikliklərinin təsirini amin turşusu ardıcıllığının dəyişmələrinin təsiri ilə qarışdırmalı oldular.

Maraqlı bir yana, bu yaxınlarda prion çevrilməsi üçün mövcud olan kofaktorlardan asılı olaraq deformasiya xüsusiyyətlərinin dəyişdirilə biləcəyi göstərilmişdir. Protein səhv qatlanan siklik gücləndirmə (PMCA) analizinin [Saborio 2001, Castilla 2005, Deleault 2010] versiyasından istifadə edərək, müxtəlif kofaktorların mövcudluğu və ya olmamasının prion ştammının yayılmasının sədaqətinə təsir göstərə biləcəyi göstərilmişdir. idi yalnız kofaktor mövcuddur, üç fərqli prion ştammı birləşdi [Deleault 2012]. Bu, hələ də PrP Sc ştammının məlumatının yalnız uyğunlaşmada kodlandığı (və ya ən azı ola biləcəyi), lakin bu gərginlik məlumatının yeni PrP C molekullarına şablonlaşdırılması üçün kofaktorların zəruri olduğu fikri ilə uyğundur. Biz nəhayət öyrənə bilərik ki, qlikozilləşmə də eyni şəkildə müəyyən suşların yayılması üçün zəruridir, lakin bu hələ inandırıcı şəkildə göstərilməyib. Amma ciddi olsun və ya olmasın zəruri, glikozilləşmənin təsir etdiyinə dair yaxşı sübutlar var səmərəlilik Bu yazıda daha sonra görəcəyimiz kimi, müxtəlif suşlar üçün prion çevrilməsi.

müxtəlif suşlar fərqli qlikozilləşmə nümunələrinə malikdir

Ştamm məlumatlarını kodlaşdırmaq üçün qlikozilləşmə zəruri görünməsə də, ştammların açıq-aydın fərqli qlikozilləşmə nümunələri var.

İnsanlarda, sporadik və qazanılmış Creutzfeldt-Jakob Xəstəliyinin müxtəlif suşları PrP-nin qeyri-, mono- və di-qlikosilləşdirilmiş növlərinin müxtəlif nisbi nisbətlərini nümayiş etdirir və bu fərqlər siçanlardan keçərkən sabitdir [Collinge 1996]. Eynilə, qlikozilləşmə dərəcəsində təkrarlana bilən fərqlər PrP Sc-nin bir neçə gəmirici suşları üçün də müşahidə edilmişdir [Somerville 1997]. Bu sonuncu tədqiqatda qlikozilləşmədə gərginlik daxilində məhdud miqdarda dəyişmə hələ də müşahidə edilmişdir və mövcud eksperimental üsullar unikal şəkildə müəyyən etmək üçün kifayət qədər dəqiq deyildi. hamısı ştammlara əsaslanır yalnız qlikozilləşmə vəziyyəti haqqında [Somerville 1997]. Bununla belə, ştammların xarakterik qlikoform nisbətlərinə malik olduğu aydın idi. Həqiqətən, insan variantı Creutzfeldt-Jakob Disease (vCJD) və iribuynuzlu süngər ensefalopatiyasında (BSE) hər birinin siçanlara ötürülməsi zamanı müşahidə edilən eyni qlikoform nisbəti, bu iki ştamın bir və eyni olduğunu göstərən bir neçə dəlil xəttindən biri kimi istifadə edilmişdir. və Böyük Britaniyada vCJD epidemiyasının BSE və ya “dəli dana xəstəliyi”nin insanlara ötürülməsindən yarandığını [Hill 1997].

Xarakterik qlikoform nümunələrinin daha ekstremal nümunəsində bu yaxınlarda göstərilmişdir ki, V180I mutasiyasının səbəb olduğu iki insan prion xəstəliyi – ailəvi Creutzfeldt-Jakob Xəstəliyi və dəyişkən proteazlara həssas prionopatiya (VPSPr) adlandırılan yeni xarakterizə edilən sporadik prion xəstəliyi. ) [Zou 2010] – ehtiva edir yox PrP Sc molekulları N181-də qlikosilləşir və buna görə də heç bir diglikosilləşdirilmiş PrP Sc molekulları yoxdur [Xiao 2013]. Bu xüsusiyyət əvvəllər T183A mutasiyasının səbəb olduğu Creutzfeldt-Jakob Xəstəliyinin ailəvi formasında müşahidə edilmişdi, lakin bu halda amin turşusu dəyişdirilməsi NXS və ya NXT motivi tələb edən N181 qlikozilləşmə yerini ləğv edir. Bunun əksinə olaraq, VPSPr hər hansı bir amin turşusu dəyişdirilməsi ilə əlaqəli olmayan sporadik xəstəlikdir və V180I PrP-ni ifadə edən hüceyrələr et N181-də qlikosilləşdirilmiş PrP C istehsal edir. Buna görə də görünür ki, N181-də qlikosilləşdirilmiş PrP bu xəstəliklərin hər ikisində mövcuddur, lakin sadəcə olaraq mövcud olan PrP Sc-nin xüsusi ştamına çevrilə bilməz.

Fərqli suşların PrP Sc yalnız di/mono/unqlikosillənməmiş ölçüdə deyil, həm də birləşdirilmiş qlikan zəncirlərinin təbiətində fərqlənə bilər. Bir tədqiqat iki fərqli insan prion xəstəliyində PrP Sc arasında qlikan zəncirlərində fərqi göstərdi: sporadik ölümcül yuxusuzluq (sFI) və sporadik Creutzfeldt-Jakob Xəstəliyinin (sCJD) M/M2 alt növü [Pan 2001]. Bu xəstəliklər PrP-də hər hansı bir amin turşusu əvəzedicisi olmadıqda fərqli fenotiplər nümayiş etdirir və tədqiq edilən bütün subyektlər (hər xəstəlik üçün n=2, yəni n=4 ümumi) 129-cu kodonda homozigot MM idi. Di-, mono- nisbi bolluğu. və qeyri-qlikosillənməmiş formalar iki xəstəlik arasında fərqlənmirdi, lakin sCJD sFI ilə müqayisədə daha çox müxtəlif qlikan zəncirlərini ehtiva edir. 2D gel elektroforezi sFI-də deyil, yalnız sCJD-də mövcud olan bir neçə nöqtəni (müxtəlif izoelektrik nöqtələrə uyğun) aşkar etdi. Bunlar elektroforezdən əvvəl PrP Sc deqlikozilləşdirildikdə yox oldu və bu, müxtəlif izoelektrik nöqtələrə səbəb olan qlikan zəncirləri olduğunu təsdiq etdi. PrP C izolatlarında belə fərqlər müşahidə edilmədi, bu, müşahidə edilən fərqlərin yalnız xəstələrin orijinal qlikoform dəstləri arasındakı fərqlər deyil, prion infeksiyasının məhsulu olduğunu deməyə əsas verir.

üstünlüklü çevrilmə hipotezi və ya ‘seçim modeli’

Qlikozilləşmə vəziyyətlərinin ştamlar arasında fərqləndiyinə dair tapıntı Kollinqi iki fərziyyə irəli sürməyə vadar etdi: (1) hər bir PrP Sc konformasiyasının digərlərindən daha çox PrP C-nin müəyyən qlikoformalarını çevirmək daha asan ola bilər və (2) müxtəlif beyin bölgələrinin seçici həssaslığı müxtəlif prion ştammları buna görə də tamamilə və ya qismən uyğun glikozilləşmə növlərinin yerli bolluğuna borclu ola bilər [Collinge 1996].

İmtiyazlı çevrilmə fərziyyəsi adlandıracağım və bəzi müəlliflərin “seçim modeli” adlandırdıqları 1-ci fərziyyə, müəyyən bir ştamın (yalnız onun uyğunluğu ilə müəyyən edilir) məsələn, monoqlikosilləşdirilmiş PrP-ni effektiv şəkildə çevirə, lakin səmərəsiz şəkildə çevirə biləcəyini nəzərdə tutur. diglycosylated PrP. (Və ya effektivlik əlavə edilmiş qlikan zəncirlərinin növünə görə dəyişə bilər). Bu, qlikan zəncirlərinin müəyyən bir quruluşu sabitləşdirməsi və ya konversiyaya mane olması və ya müəyyən bir qatlama konformasiyasına maneə törətməsi və beləliklə, PrP C-dən müəyyən bir uyğunlaşmaya çevrilmək üçün keçməli olan enerji maneəsini yüksəltməsi səbəbindən baş verə bilər. PrP Sc.

Əgər bu doğrudursa, o zaman PrP Sc qlikoformları eyni beyindəki PrP C qlikoformlarından fərqlənməlidir. Pan 2001‘s və Xiao 2013‘s nəticələri müvafiq olaraq qlikan zəncir növləri və di/mono/unqlikosilsiz PrP molekulları üçün bu anlayışı dəstəkləyir. Amma bütün müstəntiqlər razılaşmayıb. Yoluxmamış və yoluxmuş Suriya hamster beyinlərindən təcrid olunmuş qlikanların kütləvi spektrometriyası PrP-yə bağlı 52 müxtəlif qlikan zəncirini aşkar etdi, bunların hər biri həm PrP C, həm də PrP Sc [Rudd 1999]. Bəzi qlikanların nisbi bolluğu fərqli idi, PrP Sc tri- və tetra-antenar üçün zənginləşdirilmiş və PrP C-yə nisbətən iki-antenar strukturlar üçün tükənmişdir, lakin bu, spekulyativ olaraq, GnTIII fermentinin fəaliyyətinin qlobal pozulması ilə əlaqələndirilirdi. vasitəçilik edən neyrodegenerasiya və beləliklə, PrP Sc-nin daxili mülkiyyəti deyil, PrP Sc infeksiyasının nəticəsi hesab olunur.

Ola bilsin ki, imtiyazlı çevrilmə modelinin daha sınaqdan keçirilə bilən nəticəsi odur ki, prion ştammları PrP-nin uyğun olmayan qlikoformlarını ifadə edən siçanlara yoluxmaqda çətinlik çəkməlidir.Məsələn, diglycosylated PrP üçün ‘tercih edilən’ olan bir ştam, diglikosilləşdirilmiş PrP ifadə etməyən siçanlarda yüngül və ya heç bir xəstəliyə səbəb olmamalıdır. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, burada narahatedici çaşqınlıq odur ki, PrP’s N ilə əlaqəli qlikozilləşmə yerlərindən birində qlikozilləşməni ləğv etmək üçün NXT siqnalında N və ya T-ni mutasiya etməlisiniz.

Bu amin turşusunun dəyişməsi çox vacibdir, çünki prionun yayılması effektivliyi PrP Sc amin turşusu ardıcıllığı ilə hədəf PrP C amin turşusu ardıcıllığı arasında uyğunluqdan asılıdır [Collinge & Clarke 2007-də ​​nəzərdən keçirilmişdir]. Prion ştammları müxtəlif növ maneələrə malikdirlər ki, onlar ştamm yeni alıcı növdə keçdikdən sonra və ya alıcı heyvan orijinal növün PrP ardıcıllığının transgenini [Prusiner 1990] və homozigot kodonlu insanlarda ifadə etdikdən sonra yox olur. 129 genotip sporadik CJD [Palmer 1991] və vCJD-yə qarşı daha həssasdır və bəzi genetik prion xəstəliklərində daha əvvəl başlamışdır [Lukic & Mead 2011-də nəzərdən keçirilmişdir]. Beləliklə, gözləmək lazımdır ki, siçanlarda N və ya T-ni başqa bir amin turşusuna mutasiya etsəniz, nəticədə yaranan qlikozilləşmə dəyişikliklərindən asılı olmayaraq, bu, prion ştammlarına qarşı həssaslığa təsir göstərə bilər.

Siçan tədqiqatlarının nəticələrini şərh edərkən bunu unutmayın. Tuzi 2008-ci ildə PrP-nin birinci, ikinci və ya hər iki qlikozilləşmə yerində (müvafiq olaraq G1, G2 və G3 siçanları adlanır) T-yə mutasiyaya uğramış N-ləri olan siçanlar yaratdı. Nəticədə siçanlar daha sonra 79A prionları (aşağı qlikosilləşmə ştammı) və ya ME7 prionları (orta qlikozilləşmə ştammı) ilə yoluxduruldu. Fərqli suşların inkubasiya müddətləri müxtəlif siçan mutantları və vəhşi tipli siçanlar arasında kəskin şəkildə fərqlənirdi. Bəlkə də ən inandırıcısı odur ki, G3 siçanları (tamamilə unlikosilləşməmiş PrP ilə) 79A infeksiyasını davam etdirməyə qadir idilər, lakin onlar həyatda çox gec xəstələndilər (21 siçandan yalnız 4-ü prion xəstəliyindən öldü) və onlar tamamilə dayana bilməyiblər. ME7 infeksiyası. G1 siçanları da ME7 infeksiyasını dəstəkləyə bilmədi, bu da ilk qlikozilləşmə sahəsinin ME7 infeksiyası üçün zəruri olduğunu göstərir.

Tuzi'nin nəticələri amin turşusu ardıcıllığının dəyişməsi ilə izah edilə bilər və ya qlikozilləşmə ilə izah edilə bilər. Həqiqətən, qlikozilləşmə baxımından düşünsəniz, hekayə olduqca inandırıcıdır: 79A, ‘aşağı qlikosilasiya’ ştammı mutant siçanlardan hər hansı birini yoluxdura bilər (uzun inkubasiya müddətinə baxmayaraq), ME7 isə ‘orta qlikosilasiya ştammının ilk yerində qlikozilləşmə tələb etdiyi görünürdü, lakin ikinci yerdə qlikozilləşmə olmadan edə bilərdi.

Eyni problem hüceyrə mədəniyyətindəki oxşar işin şərhinə təsir edən amin turşusu ardıcıllığı və ya qlsiosilləşmədir [Salamat 2011] və Tuzi siçanlarından keçdikdən sonra gərginlik xassələrində dəyişiklikləri göstərən sonrakı iş [Cancelotti 2013] ]. Qeyd edək ki, Salamat aşkar etdi ki, PrP-nin tamamilə unlikosilləşmiş mutantları hüceyrə səthinə lazımi şəkildə daşınmır, bu da Tuzinin müşahidə etdiyi bəzi uzadılmış inkubasiya vaxtlarını izah edə bilər, baxmayaraq ki, o, hələ də 79A və ME7 arasındakı bu təsirlərdəki fərqləri hesablaya bilmir. prionlar.

Mənim bildiyimə görə, hələ heç bir araşdırma bu mutant PrP modellərində qlikozilləşmənin amin turşusu ardıcıllığından təsirini həqiqətən inandırıcı şəkildə ayırmamışdır. Ona görə də bu tədqiqatlar kimi qəbul edilə bilməz sübut imtiyazlı çevrilmə fərziyyəsi, baxmayaraq ki, ümumilikdə onlar bunu dəstəkləyirlər.

Əksinə, güzəştli çevrilmə modeli üçün ən inandırıcı sübut, bütün kofaktorların və müxtəlif PrP C qlikoformlarının substrat kimi mövcud olması şərti ilə, prion ştammlarının hətta hüceyrəsiz çevrilmə analizlərində belə öz xarakterik qlikoform nisbətlərini saxlaması faktından irəli gəlir [Castilla 2008]. Castilla’s Şəkil 1-də dörd fərqli prion ştammının müvafiq qlikoform nisbətlərinin PMCA –-dən əvvəl və sonra praktiki olaraq eyni olduğunu və ardıcıl olaraq bir-birindən fərqli olduğunu görə bilərsiniz.

Collinge'nin orijinal fərziyyələrindən sonra Somerville prion ştammlarının qlikoform fərqlərini izah etmək üçün iki başqa model təklif etdi, ştammların sintez nöqtəsində PrP-nin qlikosilləşməsinə differensial təsir göstərə biləcəyini təklif etdi (Ruddin 1999-cu il təklifinə bənzər, lakin eyni deyil). xəstəlik prosesində fermentin pozulması PrP Sc ilə PrP C qlikosilasiyası arasında fərqlərə gətirib çıxardı) və ya müxtəlif suşlarla yoluxma zamanı müxtəlif qlikoformların digər fermentlər tərəfindən differensial şəkildə deqlikozilləşə biləcəyi [Somerville 1999]. PMCA analizində nə sintez, nə də deqradasiya baş vermir, ona görə də güzəştli çevrilmə qlikoform nisbətlərinin saxlanmasını izah edən yeganə model kimi görünür. Öz məlumatlarını şərh edərkən, Castilla seçim modelinin düzgün olması lazım olduğu qənaətinə gəlir [Castilla 2008].

müxtəlif beyin bölgələrinin seçici həssaslığı

Əgər ştammlar PrP-nin müxtəlif qlikoformalarını çevirmək üçün “üstünlük” nümayiş etdirirlərsə, bu, ştammların niyə fərqli beyin bölgələrinə üstünlük verdiyini izah etmək üçün uzun bir yol keçə bilər. neyrotropizm.

Ümumi PrP C səviyyələri beyində fərqlənir, talamusda ən yüksək olur [DeArmond 1999]. Ancaq bu, heyvanın hansı ştamla yoluxmasından asılı olmayaraq doğrudur, ona görə də ev sahibi PrP ifadəsindəki fərqlər ən çox bunu izah edə bilər. bir gərginliyin neyrotropizmi (beyin bölgəsinə üstünlük verilir). Suşlar arasındakı neyrotrop fərqləri izah etmək üçün bəzi digər beyin bölgəsi fərqi lazımdır. Və həqiqətən, PrP C qlikosilasiyası edir beyin bölgələrində fərqlənir. 2D gel elektroforezi PrP C molekullarını həm ölçüyə, həm də izoelektrik nöqtəyə görə ayırmaq üçün istifadə edilmişdir, siçan beyninin bir neçə müxtəlif bölgələrində diglikosilləşdirilmiş PrP C-nin qlikan zəncirlərindəki fərqləri göstərmişdir [DeArmond 1997]. Gel elektroforezi və ya PrP-nin di-, mono- və ya qeyri-qlikosillənməmiş növlərinə diferensial yaxınlığı olan antikorlardan istifadə edən sonrakı tədqiqatlar həm də siçanlarda bu növlərin müxtəlif beyin toxumalarında yayılmasında fərqləri göstərə bilmişdir [Somerville 1999 (ft), Beringue 2003] və insanlarda [Kuczius 2007]. Xüsusilə PrP üçün bütün bu tapıntılar, ümumiyyətlə, qlikoproteinlər üçün qlikozilləşmə nümunələrinin toxumalara xas olması ilə bağlı yaxşı qurulmuş biliklərə uyğundur [Rademacher 1988].

Bu nəticələr birlikdə, selektiv zəifliyi ən azı qismən nəzərə almaq üçün müxtəlif beyin bölgələrində PrP qlikoformlarında kifayət qədər heterojenliyi təklif edir.

Amma mənim bildiyimə görə heç kim bunu eksperimental olaraq göstərə bilməyib. Bunu etmək üçün glikoform nisbətlərinin bir şəkildə dəyişdirilməsi tələb olunur (və yox başqa bir şeyi dəyişdirmək) müxtəlif beyin bölgələrində və sonra bunun hansı beyin bölgəsinin hansı gərginlikdən təsirləndiyini dəyişdirdiyini göstərir. Bu, xüsusilə də qlikozilləşmə dəyişikliklərini amin turşusunun tərkibindəki dəyişikliklərdən inandırıcı şəkildə ayırmaq üçün alətlərimiz olmadıqda, çox böyük bir sifarişdir. bütöv orqanizm. *Aşağıdakı 5-ci bəndə baxın.

Digər tərəfdən, sürətli düşüncə təcrübəsində, neyrotropizm üçün qlikozilləşmənin əhəmiyyəti olmadığı fikri ilə danışmaqda çətinlik çəkirəm. Yuxarıda müzakirə edildiyi kimi, insanların və ya digər heyvanların beyinlərindən toplanmış PrP Sc-nin qlikoformlarının nisbi nisbətlərinin suşlar arasında, bəzən də kəskin şəkildə fərqləndiyi aydındır. Bu, ştammların müəyyən qlikoformlara üstünlük verməsi və bu üstünlüklərin onların üstünlük verdiyi qlikoformların bol olduğu müxtəlif beyin bölgələrində toplanması fikri ilə uyğun gəlir. Bu məlumatların alternativ bir şərhi, fərqli ştammların başqa, müşahidə olunmayan, qlikozilləşmə ilə əlaqəli olmayan müxtəlif səbəblərə görə fərqli beyin bölgələrinə təsir etməsi və sonra çünki onlar beynin müxtəlif bölgələrində aktivdirlər, yerli olaraq mövcud olan qlikoformları çevirirlər. Bu alternativ şərhi qlikozilləşmə üstünlüklərinin mövcudluğu ilə barışmaq çətindir in vitro [Castilla 2008].

Amma bu, sübut deyil və hər halda, qlikozilləşmə bütün bunları izah etmədən deformasiyaya xas neyrotropizmə kömək edə bilər. Məsələn, kofaktorların da əhəmiyyətli olduğu aydın olduğundan [Deleault 2012], beyin bölgələrində müxtəlif kofaktorların mövcudluğu da bunun izahına kömək edə bilər.

Bütün bunlar gizli səbəb əlaqəsini nəzərdə tutur: beynin hər bir bölgəsində istehsal olunan PrP Sc miqdarı oradakı patologiyanın dərəcəsini müəyyənləşdirir. Tapdığım bir neçə tədqiqat göstərir ki, PrP Sc səviyyələri və patologiyası həm CJD [Parchi 1996], həm də FFI [Cortelli 1997]-də beyin bölgələri arasında olduqca güclü korrelyasiyadır. Bunun şərhi onunla çətinləşir ki, “PrP Sc “ dedikdə, adətən ölçülən şey əslində proteinaz K-yə davamlı PrP (PrP-res) və ya PrP lövhəsinin boyanmasıdır, hər ikisi də sadəcə etibarnamə kimi görünür. xəstəlik üçün və zəhərli olanın birbaşa ölçüləri deyil və FFI hər halda çox PrP-res istehsal etmir [Jackson 2009].

ədəbiyyatın xülasəsi

Yuxarıdakı ədəbiyyatı oxumağıma əsasən, aşağıdakı məqamlar mövcud sübutlarla çox yaxşı dəstəklənir:

  1. Prionlarda gərginlik məlumatını kodlaşdırmaq üçün qlikozilləşmə lazım deyil.
  2. Prion ştammları həm yayılma zamanı sədaqətlə qorunan təkrarlana bilən qlikoform nisbətləri nümayiş etdirir. in vitroin vivo.
  3. Prion ştammlarının müxtəlif PrP qlikoformalarını çevirmək üçün müxtəlif ‘tercihləri’.
  4. PrP C qlikoformlarının nisbətləri beyin bölgələrində fərqlidir.

Bütün bunlar qlikobiologiyanın ştama spesifik neyrotropizmin izahında rolunu təklif edir, lakin bu heç vaxt eksperimental olaraq nümayiş etdirilməmişdir.

qlikozilləşmə prion xəstəliyində potensial terapevtik hədəfdirmi?

İlk baxışdan, yuxarıda göstərilən sübutlara əsaslanaraq, qlikozilləşmənin hədəfləndiyi görünür bilər terapevtik strategiya olsun, amma ideal deyil. Birincisi, qlikozilləşmə ‘tercihlər’ prion ştammları arasında fərqləndiyinə görə, qlikozilləşməyə əsaslanan strategiyaların, onların faydalılığını məhdudlaşdıracaq ştama spesifik effektivliyi var. İkincisi, bir neçə istisna ilə (VPSPr, V180I CJD [Xiao 2013] və G3 siçanlarında ME7 [Tuzi 2008]) prion suşlarının qlikoformunun üstünlükləri mütləq görünmür. Yəni, bir ştam diglycosylated PrP-ni çevirməyə üstünlük verə bilər, lakin yenə də bacarmaq un- və ya monoqlikosilləşdirilmiş PrP-yə çevrilir. Bu onu göstərir ki, PrP C-nin qlikozilləşmə vəziyyətinin dəyişdirilməsi prion xəstəliyini bir qədər gecikdirə bilər, lakin əbədi deyil.

Qlikozilləşməni dəyişdirən birləşmələrin varlığında prion replikasiyasını araşdıran iki tədqiqat bu fərziyyələri dəstəkləyir [Browning 2011, Oelschlegel & Weissmann 2013]. Bu tədqiqatlar tam olaraq terapevtik yönümlü deyildi, əksinə, hər bir prion ştammının əslində müxtəlif dərmanlar tərəfindən lehinə və ya əleyhinə seçilə bilən bir neçə alt suşun kvazi-növü olduğu fərziyyəsini araşdırmaq üçün vasitə kimi qlikozilləşməni dəyişdirən birləşmələrdən istifadə edilmişdir. Biyokimyəvi və fenotipik xassələrinə əlavə olaraq, prion ştammları indi fərqli hüceyrə xətlərini yoluxdurmaq qabiliyyətinə və curcumin və cpd-B kimi müxtəlif ştama spesifik dərmanlara nisbi müqavimətinə görə ‘cell panel analizində” fərqləndirilə bilər. #8217 [Mahal 2007]. Scrapie ilə yoluxmuş hüceyrələr müxtəlif qlikozilləşməni dəyişdirən dərmanlar və digər kiçik molekullarla, o cümlədən kifunensin (kifu), castanospermin (CST) və swainsonine (swa) ilə müalicə edildi. ‘kvazi-növlər’ və ya ‘çox substrainlər’ hipotezini dəstəkləmək üçün prionların bəzi suşları əvvəlcə bəzi dərmanlara həssas idi, lakin dərmanlara qarşı müqavimət və ya dərmana ‘asılılıq’ (mövcudluğunda yayılmanın effektivliyini artıra bilər) dərmanın iştirakı ilə yetişdirildikdən sonra [Browning 2011, Oelschlegel & Weissmann 2013].

Bu birləşmələrin gərginlik spesifikliyi və onların sadəcə olaraq quinakrine kimi davamlı substrainlər üçün seçə bilməsi faktı [Ghaemmagami & amp Ahn 2009], həqiqətən də onların ideal terapevtik ola bilməyəcəyini göstərir, baxmayaraq ki, bu tədqiqatlar araşdırmadı in vivo effektivlik.

Lakin qlikozilləşməni dəyişdirən dərmanların başqa bir xüsusiyyəti onların bəzi hallarda qlikoproteinlərin parçalanmasını artırmaq, istehsal olunan zülalın ümumi miqdarını azaltmaq qabiliyyətidir. Bu, PrP-nin tükənməsinin terapevtik strategiyasına uyğun ola bilər, bu ehtimalı burada qısaca nəzərdən keçirəcəyəm.

PrP qlikosilasiyası haqqında öyrənməyə və bu yazını yazmağa marağım qlikobioloq Nikolay Kukuşkin ilə etdiyim söhbətdən qaynaqlandı. O, bir neçə təsdiq edilmiş dərmanı (və eksperimental birləşmə CST) ehtiva edən bir sinif olan alfa qlükozidaz inhibitorlarının yalnız qlikozilləşməni dəyişdirə bilməyəcəyini, həm də istehsal olunan bəzi qlikoproteinlərin ümumi miqdarını azalda biləcəyinə diqqət çəkdi. Bir nümunə olaraq, Gaucher xəstəliyi və Niemann-Pick Tip C üçün təyin olunan n-butil-deoksinorijimisin (NB-DNJ, daha çox Miglustat kimi tanınır və kommersiya olaraq aşağıda göstərilən Zavesca kimi tanınır) adlı bir dərmanı müzakirə etdik.

Bu dərmanın təsir mexanizmi heyranedicidir. Gaucher və Niemann-Pick saxlama xəstəliklərində onun müalicəvi əhəmiyyəti onun keramid qlükoziltranferazanı inhibə etməsi ilə əlaqədardır, beləliklə, istehsal olunan müəyyən qlikolipidlərin miqdarını azaldır və saxlama materialının ümumi yükünü azaldır. Bu yanaşma ‘substrat reduksiya terapiyası’ adlanır. Bununla belə, bir çox qlikan emal edən fermentlərin kifayət qədər oxşar bağlanma yerləri var ki, bir dərman onlardan bir neçəsini inhibə edə bilər. Belə olur [sic, 6-cı bəndə baxın] NB-DNJ həmçinin alfa qlükozidazaları (bax: məsələn, Fischer 1995, Tian 2004], normal olaraq ER-də təzə sintez edilmiş, yetişməmiş qlikoproteinin qlikan zəncirlərini kəsən fermentləri inhibə edir və bu qlikoproteinin kalnex/kalnetik qatlanma ilə qarşılıqlı əlaqədə olmasına imkan verir. Zülal onların köməyi ilə ER-də qatlanacaq və daha sonra Golgi-də onun qlikan zəncirləri daha da genişlənəcək və digər fermentlər tərəfindən dəyişdiriləcək. Glikanlar olduqda yox kəsilmiş (NB-DNJ səbəbiylə), qlikoprotein kalneksin/kalretikulin ilə qarşılıqlı əlaqədə ola bilməz və yetişməmiş qlikan zəncirləri ilə ilkin açılmamış vəziyyətdə qalır. Bu vəziyyət sonsuza qədər davam etmir: hüceyrələrimiz daha sonra Golgi-də qlikan zəncirlərini kəsmək üçün lazımsız mexanizmlərə malikdir və nəticədə qlikan zəncirləri həmişə olduğu kimi uzadılacaq və dəyişdiriləcəkdir. Lakin bu artıqlıq mükəmməl deyil, ona görə də NB-DNJ bəzi zülalların son qlikozilləşmə vəziyyətində dəyişikliklərlə nəticələnir və daha da əhəmiyyətlisi, qlikoproteinin ER-də yetişməmiş və açılmamış vəziyyətdə keçirdiyi əlavə vaxt ona daha çox şans verir. Golgidən keçməzdən əvvəl (ERAD vasitəsilə) pisləşir. Bu o deməkdir ki, bəzi qlikoproteinlərin ümumi miqdarı NB-DNJ ilə azalır.

NB-DNJ-nin alfa qlükozidazalarının inhibəsi tamamilə qeyri-spesifik aşağı axın təsirlərinə gətirib çıxarır – hamısı glikoproteinlər – və bunun PrP-yə necə təsir edəcəyi ilə bağlı maraqlı sual doğurur. PubMed və Google Scholar tərəfindən ‘prion n-butyl-deoxynorijimycin’ və oxşar axtarış şərtləri üçün axtarışlar etdim və bu sualı araşdıran heç bir araşdırma tapa bilmədim. NB-DNJ/Miglustat həmçinin bu yaxınlarda Ghaemmagami laboratoriyasının PrP-res inhibitorları üçün ELISA analizində [Poncet-Montagne 2011] istifadə edilən MSDI's Spectrum Collection-a daxil edilmir, nə də MSDI'nin ABŞ Dərman Kolleksiyasına daxil edilmir. PrP reduktorları üçün 8217s FRET analizi [Karapetyan & Sferrazza 2013], ona görə də onun təsirləri ilə bağlı yüksək məhsuldarlığa malik skrininq sübutları da yoxdur.

NB-DNJ-nin hər hansı bir qlikozilləşməni dəyişdirən təsirinin CST üçün göründüyü kimi, deformasiyaya xas inhibitor təsirlərlə nəticələnəcəyinə dair ağlabatan bir fərziyyə irəli sürə bilərik [Browning 2011]. Lakin bu tədqiqatlardakı təcrübələr vəhşi tipli PrP ifadə edən hüceyrə xətləri üzərində aparılmışdır. Mutant hüceyrə xətlərində alfa qlükozidaza inhibitorlarının mutant zülalın deqradasiyasını artıra bilmə ehtimalını nəzərdən keçirmək maraqlıdır.

Bu fərziyyə D178N mutantlarından hər hansı birini ifadə edən DNT ilə transfeksiya edilmiş hüceyrə xətlərində PrP-nin metabolizmi və ifrazına baxılan araşdırmaya əsaslanır: D178N cis 129M FFI və D178N cis 129V CJD [Petersen 1996]. Hər iki halda Petersen mutantın (lakin vəhşi tip deyil) unlikosilləşməmiş formasının hüceyrə səthinə çatmazdan əvvəl demək olar ki, tamamilə pozulduğunu aşkar etdi. ER-də sintez zamanı unlikosilləşdirilməmiş PrP hesaba alındı

Həm mutant, həm də vəhşi növlərdə ümumi PrP-nin 20%-ni təşkil edirdi, lakin hüceyrə səthinə çatdıqda, unlikosilləşdirilmiş D178N 129M PrP aşkar edilmirdi və unlikosillənməmiş D178N 129V PrP ümumi PrP-nin 0,6%-nə düşmüşdür. Petersen daha sonra FFI xəstələrinin postmortem beyinlərinə baxdı, bu da eyni fenomenin mövcud olduğunu təsdiqlədi. in vivohüceyrə mədəniyyətindən bir qədər az olsa da. Xəstənin vəhşi tipli allelindən olan unglikosillənməmiş PrP ilə müqayisədə qlikosilləşməmiş mutant PrP az təmsil olunurdu ki, bu da onun üstünlüklə deqradasiya oluna biləcəyini göstərir.

Petersenin nəticələri qlikan zəncirlərinin olmadığı təqdirdə mutant PrP-nin onu pozmaq üçün hüceyrə reaksiyasına səbəb olan bir şəkildə səhv qatlandığını söyləmək üçün qəbul edilə bilər. *Və ya yox – 7-ci bəndə baxın. Bənzər bir təsir, ER-də erkən deqradasiyanı təşviq edən alfa qlükozidaza inhibitorları vasitəsilə əldə edilə bilərmi? Bu, riskli bir təklifdir: bir növ yanlış qatlanmağı təşviq edərək, dərmanlar prion xəstəliyini sürətləndirə bilər. Həqiqətən, qlikozilləşməni tamamilə bloklayan zəhərli, narkotik olmayan eksperimental birləşmə olan tunikamisin ER stresinə müsbət nəzarət kimi istifadə olunur [məsələn, Moreno 2012-ci ildə], çünki səhv qatlanmış zülalların belə dramatik şəkildə yığılmasına səbəb olur. ER ilə əlaqəli deqradasiyaya nail oluna biləcəyi də aydın deyil: Petersen ERAD deyil, bəzi gec endosomal/lizosomal bölmədə unlikosilləşməmiş mutant PrP-nin deqradasiyasına dair sübutlar tapdı. Daha yeni iş mutant PrP deqradasiyasının ER-də deyil, Golgidən keçmiş turşu bölmələrində baş verdiyini qəbul etdi [Ashok & amp Hedge 2009].

Bildiyimə görə, alfa qlükozidaza inhibitorlarının mutant PrP-nin hüceyrə səthinə çatmazdan əvvəl erkən deqradasiyasına kömək edə biləcəyini hələ heç bir araşdırma araşdırmayıb. İlk addım mutant PrP ifadə edən hüceyrə xətlərində alfa qlükozidaza inhibitorlarının təsirini yoxlamaq və mutant allelin azaldılmış ifadəsini yoxlamaq olardı. İfadə həqiqətən azaldısa, təsirlər in vivo knock-in siçanlarda müəyyən edilə bilər. Əgər terapevtik əhəmiyyətə malik olsaydı, bu, həyəcan verici olardı - NB-DNJ yaxşı qan-beyin maneəsinə malikdir [Patterson 2007] və yəqin ki, layiqli təhlükəsizlik rekordu ilə təsdiqlənmiş bir dərmandır [Ficicioglu 2008].

nəticələr

N-əlaqəli qlikozilləşmə prion biologiyasının maraqlı bir hissəsidir.Prionların müxtəlif ştammları fərqli xarakterik qlikoform nümunələri nümayiş etdirir, bu fenomen, indi kifayət qədər qəti şəkildə, PrP C-nin müəyyən qlikoformlarını çevirmək üçün müxtəlif suşların ‘üstünlüyü’ ilə bağlıdır. Bu ‘tercih’ hətta prion suşlarının niyə müxtəlif beyin bölgələrinə daha dramatik təsir etdiyini izah etməyə kömək edə bilər.

Qlikozilləşmə prion xəstəliklərində ideal terapevtik hədəf deyil, çünki onun təsirləri deformasiyadan asılı ola bilər və əksər hallarda müxtəlif suşların "tercihləri" mütləq deyil, belə ki, hətta ən yaxşı halda, qlikozilləşmənin dəyişdirilməsi mümkün ola bilər. yalnız yavaş və dayanmayan prion xəstəliyi. Bununla belə, bəzi zülalların qlikozilləşməsini dəyişdirə və/və ya deqradasiyasını artıra bilən dərmanlar sinfi olan alfa qlükozidaza inhibitorlarının mutant PrP ifadəsini azalda bilib-bilmədiyini bilmək maraqlı olardı. Görünür, bunlar heç vaxt PrP-nin genetik mutantlarına təsirləri üçün sınaqdan keçirilməyib.

Erik Vallabh Minikel haqqında

Erik Vallabh Minikel prion xəstəliyinin qarşısını almaq üçün ömürlük axtarışdadır. O, MIT və Harvardın Geniş İnstitutunda yerləşən alimdir.


Videoya baxın: Sidikdə zülal - Proteinuriya Dr. Zaur Əhmədov (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Oris

    Təbrik edirəm, nə sözlər..., əla fikirdir

  2. Cambeul

    Yerini vurmusan. Bunda bir şey var və ideya yaxşıdır, mən bunu dəstəkləyirəm.

  3. Kigajinn

    dünya hara fırlanır?

  4. Autolycus

    and it has the analog?

  5. Taugis

    Burada nə olduğunu bilmirəm və biz deyə bilərik



Mesaj yazmaq