Метод высокой пропускной способности команды позволяет исследователям быстро проверять на гены, наркотики, мутации или новые условия, которые влияют на совокупности белка, предлагая новые способы исследовать их причины и потенциально новые методы лечения.«Часть стимула для нашей работы – то, что эти скопления белка было очень трудно изучить и отследить количественно», сказал Грег Ньюби, докторант в Институте Белых угрей Биомедицинского Исследования в MIT, который выполнил исследование. «С нашей системой мы можем быстро измерить огромное население клеток и ощутимо обнаружить даже редкие клетки, которые содержат совокупности белка или расторгли совокупности белка».Newby представит инструмент, названный дрожжами Транскрипционное Сообщение о Соединяющихся Белках или yTRAP, на Союзнической Конференции по Генетике, устроенной Обществом Генетики Америки 16 июля.
Совокупности белка формируются когда десятки к тысячам неструктурированной глыбы белков вместе. Хотя замечено во многих типах клеток, их причины и следствия не хорошо поняты.
В дополнение ко многим серьезным нейродегенеративным заболеваниям совокупности связаны с прионными болезнями, классом беспорядков, при которых работающие со сбоями белки действуют как возбудители инфекции. В то же время некоторые скопления белка были связаны с выгодными функциями, такими как облегчение формирования воспоминаний и защиты клеток от вирусов.Чтобы создать новую систему, Newby и его коллеги развивали синтетический продукт, или сделанный человеком, ген, который заставляет клетку изменять свою флюоресценцию, когда белок интереса накапливается в глыбу. Они вставили ген в дрожжи, чтобы создать население клеток, которые могут быть быстро и автоматически проверены на скопление.
Существующие методы, используемые, чтобы обнаружить скопления белка, ограничили приложения исследования, потому что они трудоемкие, не могут использоваться на живых клетках или достоверно не производят количественные данные.Ньюби сказал, что новая система команды готова развернуться во множестве целей исследования. «В то время как всегда есть области, где мы могли рассмотреть расширяющиеся возможности датчика, я думаю, что мы в пункте теперь, где кто-либо мог использовать нашу систему, чтобы отследить скопление белков интереса или проверить на наркотики, которые модулируют те скопления», сказал он.Команда применила их инструмент, чтобы изучить совокупности белка, вовлеченные в болезнь Хантингтона, разрушительное и неизлечимое нейродегенеративное заболевание. Область генома, названного huntingtin, расширена у многих людей с болезнью; длина этого региона, как известно, затрагивает выбор времени начала болезни.
Исследователи смогли использовать расширенный huntingtin в дрожжах, чтобы отследить, как это влияет на скопление других клеточных факторов.«Это помогает нам понять некоторые токсичные эффекты, которые Хантингтон имеет на наши камеры», сказал Ньюби. «Мы можем теперь измерить непосредственно каждый белок и определить, вмешивается ли он с».
Они также использовали технологию, чтобы исследовать два приона дрожжей. Они обнаружили генетические мутации в прионном гене, способном к лечению каждого из прионов, но были удивлены найти, что мутации для этих двух прионов были в полностью отдельных классах.«Это говорит нам, что те же самые мутации, или даже те же самые виды мутаций, не могли бы влиять при воздействии скопления различных белков», сказал Ньюби. «Это предполагает, что мы, возможно, должны были бы показать каждый белок индивидуально, если мы хотим узнать, как мы можем заставить его соединять или прекращать соединяться».Команда также применила их систему показа, чтобы изучить явление, известное как переключение приона, в котором население дрожжей переключается на различные прионные государства в ответ на экологический стрессор.
Явление, как думают, является адаптивным механизмом, который увеличивает возможности населения выживания в контексте быстро-меняющихся-условий.Система показа в настоящее время основана на дрожжах, но Ньюби сказал, что команда планирует приспособить его к использованию с культурами клеток человека в ближайшие месяцы. «Все отдельные компоненты, которые мы использовали, каждый из синтетических белков, должны работать одинаково хорошо в клетках человека, как они делают в дрожжах», сказал он. «Мы думаем, что можем переместить это в клетки человека и отследить человеческие белки болезни в их родных контекстах».
Это исследование будет представлено в субботу, 16 июля от 2:00-2:15 пополудни во время «Пересматривающей Классической Генетики с Новой Технологией» сессия, Кристаллический Танцевальный зал G2 как часть Союзнической Конференции по Генетике, Центр Мира Орландо Marriott, Орландо, Флорида.Эта работа финансируется Г. Гарольдом и Фондом Лейлы И. Мазер, и NIH предоставляют GM025874 Сьюзен Линдкуист, Научное сотрудничество Выпускника NSF Грегу Ньюби, КАРЬЕРНАЯ Премия NSF MCB-1350949 Ахмаду (Мо) Халилю и Товарищество Ласок Берингера Ингелхайма Сзильвии Кирякову.