Los priones son una clase de proteínas mal plegadas que forman agregados llamados "fibrillas amiloides". Estos agregados son los principales culpables de enfermedades neurodegenerativas severas de mamíferos como el Alzheimer. Lo que los hace tan mortales es que son capaces de transmitir su conformación errónea a otra forma saludableproteínas, causando un desequilibrio en la función celular. Actualmente, no existen tratamientos efectivos para las enfermedades fatales de los priones, principalmente porque estudiar los priones de mamíferos es un desafío. Por lo tanto, los científicos han recurrido al estudio de los priones en organismos menos complejos como la levadura, lo que podría darnos más informaciónsobre los priones de mamíferos. También se sabe que los priones de levadura, como la proteína Sup35NM, forman fibrillas amiloides. Sin embargo, el proceso por el cual las moléculas individuales Sup35NM, llamadas monómeros, se combinan para formar fibrillas amiloides aún no se comprende.estructuras más pequeñas llamadas oligómeros, otro proceso que aún no está claro.Para arrojar luz sobre des importante entender los detalles exactos de cómo se forman las fibrillas amiloides a partir de los priones.
En un nuevo estudio publicado en PNAS , investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio y la Universidad de Kanazawa, dirigidos por el profesor Hideki Taguchi, se dispusieron a profundizar en las estructuras de los priones y sus mecanismos. Utilizaron una técnica de microscopía moderna, llamada microscopía de fuerza atómica de alta velocidad HS-AFM, desarrollado por el Dr. Toshio Ando en la Universidad de Kanazawa, para visualizar la formación de fibrillas amiloides Sup35NM en tiempo real. El profesor Taguchi explica: "Los estudios anteriores utilizaron métodos que no permiten la evaluación simultánea de alta resolución de las estructuras y dinámicas involucradasen la oligomerización y fibrilación Sup35NM. Para superar esta limitación, utilizamos HS-AFM, que permite la visualización directa de moléculas de proteínas en acción dinámica a alta resolución ".
Para empezar, los investigadores analizaron los monómeros Sup35NM usando HS-AFM. Su análisis reveló que las moléculas Sup35NM contenían una estructura globular con dos estructuras en forma de cola muy flexibles. Luego, para observar las formas oligoméricas de Sup35NM, los monómeros se incubaron en una desnaturalizaciónsolución en condiciones controladas, lo que, en pocas horas, condujo a la formación de oligómeros. Otros análisis HS-AFM revelaron el tamaño exacto de estos oligómeros: un máximo de 3-4 nm, que no crece más que esto.los científicos dedujeron que este tamaño podría ser una propiedad inherente de los oligómeros en estas condiciones.
Los investigadores luego pasaron a estudiar las formas de fibrillas de Sup35NM. A diferencia de los oligómeros, las fibrillas requerían un tiempo de incubación mucho más largo para formarse, generalmente de 2 a 3 días. Además, los investigadores observaron que la fibrilla se alargaba suavemente sin el accesoriode los oligómeros. Estos hallazgos indicaron que los oligómeros Sup35NM no son un requisito previo para la formación de fibrillas amiloides, lo que lleva a los científicos a concluir que los oligómeros podrían poseer funciones celulares que son diferentes de las de Sup35NM.
Finalmente, los investigadores estudiaron un fenómeno interesante en el que los oligómeros y las estructuras de fibrillas parecen mantener una distancia interespacial o "espacio". Observaron que el tronco de las fibrillas tiene una estructura rígida que repele los oligómeros que vienen de los lados. Mientras tanto, el espacioentre la punta de la fibrilla y los oligómeros cercanos es menos pronunciada porque la punta no tiene estructuras tan rígidas. Esto ayudó a los científicos a entender por qué las fibrillas amiloides Sup35NM siempre crecen en una dirección recta, sin formar ninguna rama.
En resumen, estos hallazgos proporcionan una descripción detallada de las características estructurales y funcionales de los priones de levadura, en sus formas monoméricas, oligoméricas y fibrilares ". Nuestras observaciones HS-AFM de Sup35NM revelaron características de la dinámica Sup35NM, proporcionando una visión mecanicista deformación de fibrillas amiloides ", concluye el profesor Taguchi.
¿Esta nueva visión de la estructura y el mecanismo de los priones brinda esperanza para terapias efectivas contra las enfermedades neurodegenerativas en humanos? Solo el tiempo lo dirá, pero este estudio seguramente da un gran paso en esa dirección.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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