Persönliche Gesundheit

Rinderwahnsinn: Ein Computer-Modell zeigt den Mechanismus der Replikation von Prionen

Ein Artikel, veröffentlicht in der Zeitschrift PLOS Pathogens berichten eine realistische rechnerische Modell für die Struktur und den Mechanismus der Replikation von Prionen, infektiöse Agenzien, die verantwortlich für die BSE-Erkrankung und anderen neurodegenerativen Erkrankungen von Mensch und Tier.

Die Studie erfolgte im Dulbecco ‚ Telethon Labor von Prionen & Amyloids bei CIBIO, angeführt von Emiliano Biasini, Universität Trento, und bezog das team unter der Leitung von Prof. Pietro Faccioli, ein Physiker, der an der gleichen Universität und in Verbindung mit der italienischen Nationalen Institut für Kernphysik.

Prionen sind ungewöhnliche infektiöse Agenzien hergestellt, indem abweichend gefalteten Formen des physiologischen protein namens des zellulären prion-proteins, PrPC oder. Diese Erreger sind bekannt, zu replizieren, in Abwesenheit von genetischem material durch die Rekrutierung normalen PrPC-Moleküle an der Oberfläche von Zellen ein und zwingt diese zu einer änderung der Konformation und werden infektiöse selbst. Die daraus resultierende Akkumulation der prion-Partikel im Nervensystem liegt an der Wurzel der neurodegenerative Bedingungen bekannt als der transmissiblen spongiformen Enzephalopathien, einschließlich der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, fatale familiäre Insomnie und das Gerstmann-Sträussler-Scheinker im Menschen; eine Vielzahl von anderen Erkrankungen auftreten, bei Säugetieren, einschließlich des mad cow disease, die in den 1990er Jahren, verursacht weit verbreitete Epidemien in Großbritannien und Europa, und mehrere Fälle von cross-species übertragung auf den Menschen, verursacht durch die Einnahme von infiziertem Fleisch.

„Obwohl Wissenschaftler bekannt, die Existenz von Prionen seit 1982, Dank der Arbeit von Nobelpreisträger Stanley Prusiner, direkte Informationen über die Struktur dieser nicht-kanonischen Krankheitserregern, fehlt es immer noch an“, sagt Emiliano Biasini, associate professor an der Abteilung CIBIO, Universität von Trient. „In der Tat, die unlöslich und aggregiert die Natur erschwert die Verwendung von klassischen high-resolution-Techniken für das Studium von protein-Strukturen, wie X-ray-Kristallographie oder nuclear magnetic resonance. Solche Daten werden jedoch instrumental-Rational design-Medikamente, die gegen diese Wirkstoffe. In einem Versuch, diese Lücke zu füllen, fanden wir unerwartete Hilfe von einer Disziplin in der Regel als weit Weg von der Biologie oder Chemie, ist, dass Teilchen der Physik.“

Spendenmarathon Forscher revidierten früheren Modellen der prion-Struktur und vorgeschlagen, eine neuartige Architektur konsistent mit neueren experimentellen Daten. Dieses neue Modell erlaubt Pietro Faccioli Gruppe für Ihre innovativen algorithmen für die zuverlässige Vorhersage von protein-konformationsänderungen übergänge, um die prion-Replikation-Mechanismus „Cross-disziplinarität, war der Schlüssel“, erklärt Giovanni Spagnolli, Ph. D. student an der Abteilung CIBIO, Universität Trient, und der erste Autor des Papiers. „Ohne den Beitrag der Kollegen aus der Physik, wären wir nie in der Lage zu leisten, die Art der Berechnung erforderlich, um zu simulieren wie komplexe Systeme. Zum ersten mal haben wir rekonstruiert, eine physikalisch plausible Mechanismus der prion-Replikation, die erlauben das formulieren neuer Hypothesen und die Entwicklung neuer drug-discovery-Regelungen zur Bekämpfung der neurodegenerativen Prozesse entfesselt durch diese Erreger.“