Eine Studie enthüllt die Struktur von Alzheimer-Molekülen im menschlichen Gehirn

Zusammenfassung: In einer bahnbrechenden Studie konnten Wissenschaftler die Struktur von Molekülen im Gehirn eines an Alzheimer erkrankten Menschen bestimmen. Mittels Kryo-Elektronentomographie und Fluoreszenzmikroskopie erstellten die Forscher 3D-Karten von Proteinen wie Beta-Amyloid und Tau, die Demenz verursachen.

Diese Studie liefert neue Erkenntnisse darüber, wie diese Proteine ​​die zelluläre Kommunikation stören und zu Alzheimer-Symptomen führen. Diese Erkenntnisse könnten den Weg für neue Behandlungen für neurologische Erkrankungen ebnen.

Wichtige Fakten:

1. Innovative Fotografie: Zur Kartierung von Proteinen werden Kryo-Elektronentomographie und Fluoreszenzmikroskopie eingesetzt.
2. Hauptproteine: Konzentrieren Sie sich auf Beta-Amyloid-Plaques und Tau-Filamente, die bei der Alzheimer-Krankheit von entscheidender Bedeutung sind.
3. Zukünftige Behandlungen: Diese Entdeckungen könnten zu neuen therapeutischen Zielen für Alzheimer und andere neurologische Erkrankungen führen.

Quelle: Universität Leeds

Wissenschaftlern, die sich mit der Alzheimer-Krankheit befassen, ist es erstmals gelungen, die Struktur von Molekülen im menschlichen Gehirn zu bestimmen.

Heute veröffentlicht in NaturDie Studie beschreibt, wie Wissenschaftler mithilfe der Kryo-Elektronentomographie, gesteuert durch Fluoreszenzmikroskopie, die Tiefen des Gehirns eines Spenders mit Alzheimer-Krankheit erforschten.

Dadurch konnten sie 3D-Karten erstellen, mit denen sie Proteine ​​– die grundlegenden molekularen Bausteine ​​des Lebens, die eine Million Mal kleiner als ein Reiskorn sind – im Gehirn beobachten konnten.

Die Studie konzentrierte sich auf zwei Proteine, die Demenz verursachen – Beta-Amyloid, ein Protein, das mikroskopisch kleine klebrige Plaques bildet, und Tau – ein weiteres Protein, das bei der Alzheimer-Krankheit abnormale Filamente bildet, die in Zellen wachsen und sich im gesamten Gehirn ausbreiten.

Diese Studie enthüllte die molekulare Struktur von Tau im Gewebe, wie Amyloide angeordnet sind und neue verwickelte molekulare Strukturen innerhalb dieser Krankheit im Gehirn.

Demenz ist die häufigste Todesursache im Vereinigten Königreich, wobei die Alzheimer-Krankheit die häufigste Form darstellt.

Es wird angenommen, dass bei der Alzheimer-Krankheit sowohl Beta-Amyloid-Plaques als auch abnormale Tau-Filamente die zelluläre Kommunikation stören, was zu Symptomen wie Gedächtnisverlust, Verwirrtheit und Zelltod führt.

Dr. Rene Frank, Hauptautor und außerordentlicher Professor an der School of Biology der University of Leeds, sagte: „Dieser erste Blick auf die Struktur von Molekülen im menschlichen Gehirn liefert weitere Hinweise darauf, was mit Proteinen bei der Alzheimer-Krankheit passiert, aber auch identifiziert.“ ein experimenteller Ansatz, der zum Verständnis einer Vielzahl von Krankheiten angewendet werden kann.“ Andere destruktive Nerven sind besser.

In den letzten 70 Jahren haben mehrere tausend Wissenschaftler auf der ganzen Welt eine riesige Liste molekularer Strukturen zusammengetragen, und jeder von ihnen hat isoliert im Reagenzglas an Proteinen gearbeitet. Aber es ist seit langem bekannt, dass die meisten Funktionen in der Biologie das Ergebnis eines Orchesters aus vielen verschiedenen Proteinen sind.

Die Studie, die an der University of Leeds in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern des University of Amsterdam Medical Centre, von Zeiss Microscope und der University of Cambridge durchgeführt wurde, ist Teil neuer Bemühungen von Strukturbiologen, Proteine ​​direkt in Zellen und Geweben sowie deren nativen Ursprung zu untersuchen Umgebung – und wie Proteine ​​zusammenarbeiten und sich gegenseitig beeinflussen, insbesondere in menschlichen Zellen und Geweben, die von Krankheiten befallen sind.

Längerfristig wird die Überwachung dieser Interaktion zwischen Proteinen in Geweben hoffentlich die Identifizierung neuer Ziele für mechanismusbasierte Therapeutika und Diagnostika der nächsten Generation beschleunigen.

Über diese Neuigkeiten im Zusammenhang mit der Alzheimer-Forschung

Autor: Leanne Dewsnap
Quelle: Universität Leeds
Kommunikation: Leanne Dewsnap – Universität Leeds
Bild: Bild entnommen aus Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: Offener Zugang.
„Immobilisierung von Amyloid Beta und Tau im postmortalen Gehirn eines Alzheimer-Patienten„Von René Frank et al.“ Natur

eine Zusammenfassung

Immobilisierung von Amyloid Beta und Tau im postmortalen Gehirn eines Alzheimer-Patienten

Das charakteristische pathologische Merkmal der meisten neurodegenerativen Erkrankungen ist die Aggregation von Proteinen zu Amyloidformen, die krankheitsspezifische Strukturen bilden.

Bei der Alzheimer-Krankheit ist dies durch die Ablagerung von Amyloid Beta und Tau in krankheitsspezifischen Formationen gekennzeichnet. Die lokale Zusammensetzung von Amyloid im menschlichen Gehirn ist unbekannt.

Hier identifizierten wir mithilfe gezielter Kryoschnitte mittels Kryofluoreszenzmikroskopie, kryofokussierender Rasterelektronen-Ionenstrahlbildgebung und Kryoelektronentomographie histologische Strukturen von Beta-Amyloid und Tau im Gehirn eines postmortalen Spenders mit Alzheimer-Krankheit. Beta-Amyloid-Plaques enthalten eine Mischung aus teilweise verzweigten Fibrillen und Protofilamenten, die in parallelen Reihen und netzwerkartigen Strukturen angeordnet sind.

Extrazelluläre Vesikel und Cubosomen identifizierten die Nicht-Amyloid-Komponenten von Beta-Amyloid-Färbungen. Im Gegensatz dazu bildeten Tau-Einschlüsse parallele Cluster unverzweigter Filamente.

Die Subtomographie, die den Durchschnitt einer Anordnung von 136 Tau-Filamenten in einem einzelnen CT-Bild misst, ergab die Zusammensetzung des Polypeptid-Rückgrats und die Ausrichtung der Fadenpolarität der Doppelhelixfilamente im Gewebe. Die Filamente in den meisten Clustern waren einander ähnlich, unterschieden sich jedoch zwischen den Clustern, was eine Amyloid-Heterogenität zeigt, die räumlich nach Zellunterstandorten organisiert ist.

Die hier beschriebenen In-situ-Restrukturierungsmethoden für menschliches Spendergewebe finden Anwendung bei einer Vielzahl neurodegenerativer Erkrankungen.