Forscher der Princeton University haben die Physik eines zellulären Prozesses im Zusammenhang mit Aggregationskrankheiten, einschließlich der Huntington-Krankheit, aufgedeckt und damit den Weg zu einem tieferen Verständnis neurodegenerativer Erkrankungen auf molekularer Ebene geebnet.
Viele kritische Systeme innerhalb einer Zelle funktionieren in Flüssigkeitströpfchen, die von ihren umgebenden Flüssigkeiten getrennt sind, so wie sich Öl in Wasser ansammelt. Wissenschaftler haben erst vor kurzem die Bedeutung dieser Tröpfchen erkannt, insbesondere bei den Prozessen, die zu Zellzerfall und Zelltod führen.
Das von Princeton geleitete Team stellte fest, dass solche Tröpfchen, wenn sie in ihrer umgebenden Flüssigkeit treiben, kollidieren und sich auf mathematisch vorhersagbare Weise zu größeren Tröpfchen sammeln. Die Mathematik, die diese Aggregation beschreibt, ähnelt der Art und Weise, wie Internet-Memes viral werden oder wissenschaftliche Arbeiten eine große Anzahl von Zitaten anhäufen. Ungewöhnlich große Tröpfchen in Gehirnzellen sind eng mit ALS, Alzheimer und einer Reihe anderer Funktionsstörungen verbunden.
Die Arbeit wurde von den Princeton-Fakultätsmitgliedern Ned Wingreen, dem Howard A. Prior-Professor für Biowissenschaften, und Cliff Brangwynne, dem June K. Wu ’92-Professor für Ingenieurwissenschaften, geleitet. Brangwynne beschrieb die Arbeit als „wichtig für die Schaffung eines quantitativen Rahmens zum Verständnis des grundlegenden physikalischen Mechanismus hinter der Proteinaggregation, ein notwendiger Schritt für die Entwicklung von Behandlungen für diese verheerenden Krankheiten“.
Die Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht Naturphysik.
Mehr Informationen:
Daniel SW Lee et al, Größenverteilungen von intrazellulären Kondensaten spiegeln den Wettbewerb zwischen Koaleszenz und Keimbildung wider, Naturphysik (2023). DOI: 10.1038/s41567-022-01917-0