《Nature | 疾病特异性tau蛋白丝通过多态中间体组装》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-12-04
  • 2023年11月29日,剑桥大学等机构的研究人员在Nature上发表了题为Disease-specific tau filaments assemble via polymorphic intermediates的文章。

    淀粉样蛋白细丝组装中的中间物质被认为在神经退行性疾病中起着核心作用,可能构成治疗干预的重要靶点。然而,关于中间物种的结构信息很少,淀粉样蛋白组装的分子机制在很大程度上仍然未知。

    该研究使用时间分辨率低温电子显微镜来研究重组截断的tau(氨基酸残基297-391)在体外组装到阿尔茨海默病的成对螺旋细丝或慢性创伤性脑病的细丝中。该研究报告了一个共享的第一中间淀粉样蛋白细丝的形成,具有包含残基302-316的有序核心。核磁共振表明,相同的残基在单体tau中采用刚性的β -链状构象。在稍后的时间点,第一个中间淀粉样蛋白消失,该研究观察到许多不同的中间淀粉样蛋白细丝,其结构取决于反应条件。在这两种组装反应结束时,大多数中间淀粉样蛋白消失,而具有与人类大脑相同有序核的细丝保留了下来。该研究结果为淀粉样蛋白组装的初级和次级成核过程提供了结构性的见解,对新疗法的设计具有启示意义。

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    • 本文内容转载自“学术经纬”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/SlgrwWqbcMMCAw6n_VFykQ 2023年11月1日,马克斯·普朗克分子生理学研究所的Stefan Raunser团队在Nature杂志发布了题为Structure of the native myosin filament in the relaxed cardiac sarcomere的研究论文。研究借助特异性针对肌肉样本的冷冻电镜流程,观察到了心脏肌节在天然状态下的特定分子结构,并且制作出了首张肌节粗肌丝结构的高分辨率图片。 为了更清晰地看到天然心肌中的微观细节,研究人员优化了冷冻电镜观察实验的流程,他们在获取到哺乳动物的心肌样本后,会将样本置于-175℃条件下急冻,这样可以保持心肌样本天然状态下的水合作用和精细结构。随后作者会借助聚焦离子束的显微切割技术,将样本切割至约100纳米厚度,并且根据一条轴向收集切割的组织样本,所有的样本会通过电镜进行拍摄记录。最后,研究者会使用计算机将一条轴向的所有纳米组织切片图谱进行整合,最后重建成三维的粗肌丝结构图。 最终的图像包含了500纳米的粗肌丝,其中各个结构非常清晰地展现在了研究者面前。图像显示,肌凝蛋白分子的排列方式是由它们在粗肌丝的位置决定的,这可能可以让粗肌丝接收和处理大量的肌肉调节信号,从而在不同区域调节肌肉的收缩强度。除此之外,三对肌联蛋白α链和β链会沿着粗肌丝行进,并且与肌凝蛋白尾部缠绕在一起,它们可能协调了肌节的激活过程。而肌凝蛋白结合蛋白C可以在粗肌丝和细肌丝之间搭建桥梁,并以一种特殊的方式稳定了肌凝蛋白的头部。 Raunser教授指出,这是第一张心脏粗肌丝的细节图像,“我们的目标是在未来绘制出完整的肌节图像,目前的粗肌丝是来源于放松状态下的肌肉,而收缩时的肌节我们同样希望进行研究。”这些综合结果将帮助我们更好地了解心肌疾病的发病机制和根源,加速创新疗法的研发。