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由罗格斯大学和新不伦瑞克大学的科学家领导的一项国际研究合作，研究了人类细胞中发现的微小蛋白质斑点，发现一些蛋白质从几乎像蜂蜜一样的物质变成了坚硬的糖果状固体。科学家们在《科学进展》上报告说，这些神秘的液滴被称为生物分子凝聚物，当它们携带高比例的α -突触核蛋白时就会凝固。α -突触核蛋白团块通常存在于帕金森氏症患者的脑细胞中，帕金森氏症是一种神经退行性脑部疾病。
由罗格斯大学和新不伦瑞克大学的科学家领导的一项国际研究合作，研究了人类细胞中发现的微小蛋白质斑点，发现一些蛋白质从几乎像蜂蜜一样的物质变成了坚硬的糖果状固体。
科学家们在《科学进展》上报告说，这些神秘的液滴被称为生物分子凝聚物，当它们携带高比例的α -突触核蛋白时就会凝固。α -突触核蛋白团块通常存在于帕金森氏症患者的脑细胞中，帕金森氏症是一种神经退行性脑部疾病。
科学家们表示，他们的发现标志着首次成功地量化活细胞中的凝聚动力学，并强调了研究生物分子凝聚物的机械特性的重要性，这些特性与广泛的生物功能和疾病有关。
罗格斯大学艺术与科学学院化学与化学生物学系助理教授、该研究的资深作者郑石说：“通过测量这些冷凝物在生命系统中如何从液体变为固体，我们可以更好地了解帕金森病等疾病的发展和进展。”
在过去的15年里，科学家们采用了先进的技术来详细观察缺乏膜边界的生物分子凝聚物。他们认为它们对于理解细胞生物学和疾病起源很重要。
罗格斯大学的科学家们已经把注意力集中在这些微小的蛋白质斑点上，希望能探索新的细胞机制。
“我们的研究使我们能够确定触发这些冷凝物从液体到固体转变的因素，”施说，他也是新泽西州罗格斯癌症研究所癌症药理学项目的成员。
在帕金森氏症患者中，产生多巴胺（一种对运动控制至关重要的大脑化学物质）的脑细胞会死亡。这种疾病随着时间的推移而发展，随着更多的神经元丢失，症状会恶化。
突触核蛋白在帕金森氏症中起着至关重要的作用，因为这种蛋白质错误折叠和聚集，形成被称为路易小体的病理形态，对神经元有毒。
为了得到他们的发现，科学家们开发了一套工具，使他们能够克服以前只能在试管中进行测量的限制。
“这是令人兴奋的，因为我们的技术第一次允许直接定量测量活细胞中凝聚物的材料特性，”化学和化学生物学系的博士生、该研究的第一作者王欢说。“这是一次技术飞跃，为研究蛋白质凝聚物开辟了新的途径。”
关键是要开发出像生物分子凝聚物本身一样小的工具，在不破坏承载这些凝聚物的细胞的情况下探测这些球体。
研究人员创造了微小的移液器，称为微移液器，以精确测量小体积的液体。这项技术利用了毛细管效应，这是一种物理现象，液体在狭窄的空间（如薄玻璃管）中自发上升或下降。
科学家们小心地将微移液管插入冷凝物中，刺穿冷凝物，抽出其中的液体或固体物质。通过控制压力和观察凝聚物如何在微移液管内变形和流动，科学家们测量了重要的特性，如粘度（液体的厚度）和表面张力（液体如何结合在一起）。
研究人员表示，他们的目标是继续测量并更好地了解活细胞中凝聚物的特性及其对疾病的影响。
“这为研究神经退行性疾病的早期阶段及其治疗开辟了新的途径，”施说。
参与这项研究的罗格斯大学的其他科学家包括：杰出教授Jean Baum、博士后邓孟颖（Mengying Deng）和博士生Jordan Elliott，他们都来自化学和化学生物学系；罗格斯大学罗伯特·伍德·约翰逊医学院新泽西儿童健康研究所教授庞志平、客座研究员苏晓；以及高级生物技术和医学中心的助理教授康纳·麦克伦纳汉。
位于柏林的德国神经退行性疾病中心的Dragomir Milovanovic小组也参与了这项研究。
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