Alcune proteine ​​nelle cellule possono separarsi in piccole goccioline come le goccioline di olio nell'acqua, ma gli errori in questo processo possono essere alla base delle malattie neurodegenerative nel cervello delle persone anziane. Ora, I ricercatori di Rutgers hanno sviluppato un nuovo metodo per quantificare le goccioline di proteine ​​coinvolte in queste malattie.

La nuova tecnica, che quantifica contemporaneamente la tensione superficiale e la viscosità, o spessore, di goccioline proteiche, aiuterà gli scienziati a studiare come cambiano, aprendo la strada a una migliore comprensione dei meccanismi di queste malattie e allo sviluppo di trattamenti farmacologici.

Lo studio appare sulla rivista Rapporti biofisici .

Il team guidato da Rutgers ha studiato i condensati biomolecolari, che sono goccioline liquide che sorgono attraverso la separazione di fase liquido-liquido di proteine ​​e RNA all'interno delle cellule in un processo simile a come l'olio forma le goccioline nell'acqua.

Le proprietà del materiale di queste goccioline proteiche sono importanti perché svolgono un ruolo fondamentale nelle malattie neurodegenerative come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e l'Alzheimer e il Parkinson. L'idea di base è che le goccioline liquide di alcune proteine ​​possono trasformarsi in zoccoli, o aggregati di molecole, che sono le caratteristiche di queste malattie.

Sorprendentemente, non esistono metodi consolidati per quantificare le proprietà del materiale di queste goccioline proteiche, principalmente perché sono molto piccoli, circa un trilionesimo del volume di una goccia di pioggia. I ricercatori hanno sviluppato un metodo semplice, prendendo ispirazione da come si beve con una cannuccia:la pressione di aspirazione nella tua bocca e la velocità con cui la bevanda scorre nella cannuccia possono dirti le proprietà della bevanda liquida. Allo stesso modo, si possono misurare le proprietà del materiale delle goccioline proteiche osservando come una gocciolina si muove dentro e fuori dalla punta di un minuscolo tubo di vetro chiamato micropipetta.

I ricercatori hanno esaminato le goccioline di liquidi comuni come olio e acqua. Si scopre che è necessaria una pressione estrema per spostarli in una micropipetta per superare l'elevata tensione superficiale di questi liquidi in un passaggio così stretto. Ma una volta superata quella tensione, le gocce d'olio e d'acqua si muovono troppo velocemente per essere catturate dalla fotocamera a causa della loro bassa viscosità. I ricercatori hanno scoperto, però, che le goccioline proteiche hanno la giusta tensione superficiale e viscosità per essere studiate quantitativamente usando una micropipetta.

"Il fatto che possiamo applicare la tecnica delle micropipette per misurare con precisione i condensati biomolecolari evidenzia una grande differenza tra le goccioline proteiche e i liquidi comuni:la tensione superficiale delle goccioline proteiche è migliaia di volte inferiore, mentre la loro viscosità è migliaia di volte superiore a quella dell'olio o dell'acqua, " ha detto l'autore senior Zheng Shi, un assistente professore presso il Dipartimento di Chimica e Biologia Chimica a Rutgers-New Brunswick.

"Ora possiamo finalmente studiare in maniera quantitativa come cambiano le proprietà materiali delle goccioline proteiche durante la neurodegenerazione. Prevediamo che questa tecnica sarà ampiamente applicabile e risolverà diverse limitazioni riguardanti gli approcci attuali. Aprirà le porte per svelare i meccanismi e facilitare i progressi terapeutici. nella cura di queste malattie».