Progeria, "Rapid-Aging" liga ir jos mechanika

MIT ir Carnegie Mellon universiteto tyrejai taiko tiek civilines inzinerijos, tiek bioinzinerijos metodus, noredami istirti baltymu, susijusiu su progeriais, retu sutrikimu, susijusiu su vaikais, elgesi vaikams, del kuriu jie labai greitai sunaikinami ir paprastai sukelia mirti nuo sirdies ir kraujagysliu ligu pries amziaus. Progeriavimas yra pazymetas 50 aminorugsciu praradimu netoli lamino A baltymo pabaigos, kuris padeda palaikyti lasteles branduoline membrana. Rezultatai paskelbti rugsejo menesio leidinyje Strukturines biologijos zurnalas.
Naudojant molekulini modeliavima, kuris laikosi molekulines mases fizikos istatymu, tyrejai sukure tikslius sveiku ir mutavusiu lamino A baltyminiu uodegu kopijas ir juos istrauke, kad imituotu ju elgesi streso metu, panasiai kaip tradicinis civilinis inzinierius gali isbandyti spindulio stipri.
Marko Buehleris, MIT Civilines ir aplinkos inzinerijos departamento profesorius, kuris taip pat tyrineja kauluose ir kolagenose esancius strukturinius baltymus, paaiskino: "Inzinerines mechanikos taikymas suprasti greito senejimo ligos procesa gali atrodyti nelyginis, taciau jis is tikruju daro daug prasmes ". Siame naujame tyrime Buehler dirbo kartu su Carnegie Mellon biomedicinines inzinerijos ir chemijos inzinerijos profesoru Krisu Dahlu ir magistranturomis MIT Zhao Qin ir Carnegie Mellon Agnieszka Kalinowski.
Naturalioje busenoje baltymas (ir jo uodega) egzistuoja sudetingose ??sulankstytose konfiguracijose, kurios keicia kiekvieno baltymo tipa. Keletas klaidingai suformuotu baltymu yra susietos su ligomis. Moksliniais tyrimais nustatyta, kad sveikus baltos liemens uodegos skilvelius isilgai savo pagrindo grandines, vienu metu yra viena aminorugstis, Cin ir Buehler atrado.
Cinas sake:

"Tai labai elgesi taip, tarsi as istrauktu ant laisvo siulu mano marskineliu rankogaleje ir stebejo, kaip jis istraukia dygsnio dygsniu."

Kai traukiamas, mutantinis baltymas pirmiausia suskaido beveik per puse, zymintis dideli spraga salia jo aplanku strukturos vidurio ir tada pradeda atsiskleisti nuosekliai. MIT tyrejai padare isvada, kad norint istiesinti mutantines uodegas reikia papildomai 70 kilokaloriju vienam moliui (energijos vienetui), o tai reiskia, kad mutantinis baltymas yra is tikruju stabilesnis negu sveiki baltymai.

Carnegie Mellon'e Dahlas ir Kalinovskis taip pat istyre sia tema, kai lamino A baltyminiai taukai buvo sildomi, o tai sukelia baltymu denaturavima ar issisklaidyma. Ir kaip MIT inzinieriai, jie pamate toki pati sveiku ir mutavusiu baltymu issiskyrimo buda.
Po to Qin parase matematine lygti, paverciant temperaturos skirtuma, pastebeta mutantu ir sveiku baltymu (4,7 laipsnio Fahrenheito) denaturavimui i energijos vieneta, aptikta atomizmo modeliavimu. Jis nustate, kad temperaturos pakilimas beveik atitiko energijos padidejima. Tyrejai teigia: "Sis susitarimas patvirtina civilines inzinerijos metodologijos taikyma mutavusio baltymo tyrimui serganciose lastelese".

Taciau civiliniams inzinieriams, kurie naudojosi klaidingomis medziagomis, kurios yra silpnesnes, o ne stipresnes, nei ju neprilygstamos kolegos, rezultatai buvo priesingi.
Lamino A dalis, kaip lasteles branduolio skeleto komponentas, vaidina lemiama vaidmeni apibreziant lasteles branduolines membranos mechanines savybes, kurios turi likti pakankamai lankscios, kad lengvai atlaikytu deformacija. Ankstesniuose tyrimuose Dahlas mate, kad is mutavusiu baltymu pagamintos branduolines membranos tampa labai standzios ir trapios, o tai gali paaiskinti pakeista baltymu-baltymo ir baltymu-baltymu saveika, pastebeta ligoniu lastelese.

Buehler paaiskino:

"Nenuostabu, kad defektine mutantine struktura is tiesu yra stabilesne ir tankesne, nei sveikas baltymas. Tai priestarauja musu intuicijai, kad" defektine "struktura yra maziau stabili ir lengviau susilygina, o tai tikisi inzinieriai. statybines medziagos. Taciau baltymu mechanika reglamentuoja nanomechanikos principai, kurie gali skirtis nuo musu iprastos medziagu supratimo makrolygiu. "

Parase Grace Rattue