Mit dem Aufkommen der super-resolution-Mikroskopie, können die Wissenschaftler die Studie nahe protein-Assoziationen besser als je zuvor. In der neuesten Ausgabe des eLife, das team der Wim Annaert (VIB-KU Leuven) kombiniert state-of-the-art-imaging-Techniken zu untersuchen, die Verteilung der γ-sekretase, ein protein-Komplex assoziiert, sowohl mit der Alzheimer-Krankheit und Krebs.
die γ-Sekretase ist eine transmembrane-Enzym-Komplex, bestehend aus vier verschiedenen protein-Untereinheiten. Es hat eine Menge Forschung Aufmerksamkeit wegen seiner Verbindung mit der Alzheimer-Krankheit und Krebs, sondern wegen einem Mangel an Auflösung, es hat für lange schwierig gewesen, direkt visualisieren protein-verbindungen innerhalb und zwischen diesen komplexen.
„Während enorme Fortschritte wurden in den letzten Jahren zu enthüllen γ-sekretase-protein Struktur bei atomarer Auflösung, wir waren immer noch fehlt die direkte visuelle Hinweise auf Ihre Verteilung in den Membranen von lebenden Zellen“, sagt prof. Wim Annaert aus der VIB-KU Leuven Center for Brain &-Borreliose Forschung.
Sein team studiert die molekulare Biologie von Membran-transport in Gesundheit und Krankheit, und nutzte die Fortschritte in der super-resolution-Mikroskopie zu analysieren, die Verteilung der γ-sekretase-komplexe.
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Visualisierung der einzelnen γ-sekretase-komplexe
„Angesichts der beugungsgrenze des Lichts, der konventionellen Mikroskopie beschränkt sich auf ~200 nm laterale Auflösung, was bedeutet, dass Proteine, die näher zusammen sind nicht zu unterscheiden von einem anderen,“ erklärt Abril Escamilla-Ayala, Ph. D., student im Labor von Annaert. „Diese dramatisch änderte sich mit der Einführung von super-Auflösung und quantitative Mikroskopie. Jetzt können wir wirklich in subzellulären Strukturen, in nahaufnahme, und studieren Sie die nano-Skala-Verteilung der einzelnen Proteine und komplexe in Ihrer nativen Kontext.“
Das team verwendet ergänzenden bildstrategien zeigen—zum ersten mal— die Stöchiometrie des γ-sekretase-Komplex, während eingebettet in seine Natürliche Umgebung. Sie fanden, dass die Mehrheit der komplexe präsentieren auf der Oberfläche der Zelle sind entweder Monomere oder Dimere, in der Erwägung, dass höhere Ordnung, die Baugruppen sind selten.
Hotspots
– Sekretase—wie γ-sekretase—trim-Stücke aus anderen Proteinen in die Zellmembran eingebettet. Annaert und sein team untersuchte Zusammenhänge zwischen der γ-sekretase und zwei seiner Substrate (amyloid-Vorläufer-protein und N-cadherin) und zwischen γ-sekretase und zwei andere sekretasen (ADAM 10 und BACE1). Sie erkannten Assoziationen, die innerhalb von 100 nm Abstand zwischen den γ-sekretase und Ihre Substrate, nicht aber andere-sekretase—zwar gab es dynamische hotspots für sekretase Rekrutierung.
„Im Gegensatz zu früheren Studien, die unsere Ergebnisse unterstützen nicht die Idee von so genannten mega-Verbände der γ-sekretase mit anderen sekretasen. Vielmehr lassen unsere Ergebnisse darauf schließen, dass die „hotspots“ besucht werden vorübergehend durch verschiedene sekretasen“, sagt Annaert. Interessanterweise führte die Behandlung mit γ-sekretase-Inhibitoren führte zu einem Rückgang in hotspots.