如何理解酵母病毒的动力学可以如何阐明神经退行性疾病

ions病毒是一类错误折叠的蛋白质，会形成称为“淀粉样原纤维”的聚集体。这些聚集体是严重的哺乳动物神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏病)背后的罪魁祸首。使它们如此致命的原因是它们能够将错误的构象传递给原本健康的蛋白质，从而导致细胞功能失衡。当前，没有用于致命for病毒疾病的有效疗法，主要是因为研究哺乳动物mammal病毒具有挑战性。因此，科学家们转向研究酵母等不那么复杂的生物中的病毒，这可以使我们对哺乳动物病毒有更多的了解。还已知酵母病毒，例如蛋白质Sup35NM，会形成淀粉样原纤维。但是，尚不清楚单个Sup35NM分子(称为单体)结合形成淀粉样原纤维的过程。此外，Sup35NM单体有时会形成称为低聚物的较小结构，这是一个尚不清楚的过程。为了阐明与病毒有关的疾病，至关重要的是要了解from病毒如何形成淀粉样蛋白原纤维的确切细节。

在PNAS上发表的一项新研究中，由田口英树教授领导的东京工业大学和金泽大学的研究人员着手更深入地研究病毒的结构及其机理。他们使用了金泽大学的Toshio Ando博士开发的一种称为高速原子力显微镜(HS-AFM)的现代显微镜技术，实时观察Sup35NM淀粉样蛋白纤维的形成。Taguchi教授解释说：“以前的研究所采用的方法无法同时，高分辨率地评估Sup35NM寡聚和原纤维形成所涉及的结构和动力学。为克服这一局限性，我们使用了HS-AFM，该技术可直接观察蛋白质分子以高分辨率发挥动态作用。”

首先，研究人员使用HS-AFM分析了Sup35NM单体。他们的分析表明，Sup35NM分子包含具有两个高度柔性的尾状结构的球形结构。然后，为了观察Sup35NM的寡聚形式，将单体在变性溶液中于受控条件下孵育，然后在数小时内形成寡聚体。进一步的HS-AFM分析揭示了这些寡聚物的确切大小-最大值为3-4 nm，并且增长的时间不超过此长度。因此，科学家推断在这种条件下，这种大小可能是寡聚物的固有特性。

然后，研究人员继续研究Sup35NM的原纤维形式。与低聚物相反，原纤维需要更长的孵育时间才能形成，通常需要2至3天。另外，研究人员观察到原纤维平滑伸长而没有寡聚物的附着。这些发现表明，Sup35NM低聚物不是形成淀粉样蛋白原纤维的先决条件，从而使科学家得出结论，即低聚物实际上可能具有不同于Sup35NM的细胞功能。

最后，研究人员研究了一种有趣的现象，其中低聚物和原纤维结构似乎保持了空间间距或“间隙”。他们观察到，原纤维的躯干具有刚性结构，可以排斥来自侧面的低聚物。同时，原纤维的尖端与附近的低聚物之间的间隙不太明显，因为尖端不具有这样的刚性结构。这有助于科学家了解为什么Sup35NM淀粉样蛋白原纤维始终沿笔直方向生长而没有形成任何分支。

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