بیماری آلزایمر و سایر بیماریهای تخریبکنندهی عصبی گاهی با تجمعهای آسیبزای پروتئینهای «تائو» همراهاند؛ پروتئینهایی که شکل طبیعی خود را از دست دادهاند. اکنون، دانشمندان برای نخستین بار توانستهاند این ساختارهای بدشکل را بهصورت مصنوعی در آزمایشگاه بسازند؛ دستاوردی که میتواند روند پژوهش در زمینه درمان این بیماریها را شتاب ببخشد.
در بدن انسان، پروتئینها برای شروع عملکرد خود باید بهدرستی تا شوند و شکل سهبعدی خاصی به خود بگیرند. اما گاهی این تاخوردگی بهدرستی انجام نمیشود و پروتئینهایی شکل میگیرند که نهتنها کارکرد مناسبی ندارند، بلکه موجب بدشکل شدن پروتئینهای اطراف نیز میشوند. به این دسته از پروتئینهای آسیبزا «پریون» گفته میشود.
پریونها پروتئینهایی هستند که بهطور غیرطبیعی تا خوردهاند و میتوانند پروتئینهای سالم اطرافشان را نیز وادار کنند که به همین شکل نادرست تا بخورند. برخلاف ویروسها یا باکتریها، پریونها مادهی ژنتیکی (DNA یا RNA) ندارند، اما با همین ساختار ناقص، میتوانند باعث بروز بیماریهای خطرناکی در مغز شوند، مانند بیماری کروتزفلد–یاکوب یا جنون گاوی. ویژگی ترسناک پریونها این است که خودتکثیرشوندهاند و بهراحتی در بافت عصبی گسترش مییابند، بدون اینکه سیستم ایمنی بتواند آنها را بهدرستی تشخیص دهد یا نابود کند.
اگرچه پروتئین تائو بهطور کلاسیک یک پریون محسوب نمیشود، اما رفتار آن بسیار شبیه پریونهاست؛ بدین معنا که وقتی یک پروتئین تائو بدشکل میشود، میتواند بر پروتئینهای مجاور نیز اثر بگذارد و باعث شود آنها نیز عملکرد نادرستی پیدا کنند و به تودههایی به نام «فیبریل» تبدیل شوند.
دانشمندان هنوز دقیقاً نمیدانند که چرا تائو دچار چنین بدشکلیهایی با رفتار پریونمانند میشود یا چگونه میتوان از این روند جلوگیری کرد. در مطالعهای جدید، پژوهشگران موفق شدند قطعهای از پروتئین تائو را طراحی کنند که همانند پریون عمل میکند و در عین حال، دارای جهشی است که با بیماریهای عصبی مرتبط است.
به گفتهی نویسندگان این پژوهش از دانشگاه نورثوسترن در ایالت ایلینوی و دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، این «مینیپریون» راهی بسیار دقیقتر و قابلکنترلتر برای شبیهسازی و ردیابی پیشرفت بیماریهای عصبی در اختیار محققان قرار میدهد.
سونگی هان، شیمیدان فیزیکی از دانشگاه نورثوسترن، میگوید:
«ما نسخهای مینیاتوری ساختیم که کنترل آن آسانتر است، اما عملکردی کاملاً مشابه نسخهی کامل پروتئین تائو دارد. این مینیپریون میتواند فرآیند آغازگر (seeding) را انجام دهد و باعث شود پروتئینهای طبیعی تائو بهصورت نادرست تا شوند و به فیبریلها بپیوندند.»
این گروه پژوهشی با بهرهگیری از مهندسی شیمی دقیق، مینیپریون را تولید کرده و سپس آن را در معرض آزمایشها و شبیهسازیهای گوناگون قرار دادند تا نحوهی حرکت و تاخوردگی این قطعهی تائو را در گذر زمان بررسی کنند.
حتی همین حالا نیز این قطعهی مصنوعی یافتههای تازهای به بار آورده است. محققان دریافتند که جهش در پروتئین، ساختار مولکولهای آب اطراف آن را تغییر میدهد؛ تغییری که میتواند بر رفتار تاخوردگی تأثیر بگذارد.
هان در اینباره میگوید:
«آب، در عین حال که مایع است، دارای ساختار هم هست. به نظر میرسد جهش در این پپتید، باعث شکلگیری ساختار منظمتری از مولکولهای آب در اطراف ناحیهی جهش میشود. این ساختار منظم آب بر چگونگی تعامل پپتید با سایر مولکولها اثر میگذارد و آنها را به هم نزدیک و متصل میکند.»
اگرچه هنوز مشخص نیست که آیا تائو واقعاً علت اصلی بیماریهایی مانند آلزایمر است یا خیر، اما شواهد نشان میدهند که این پروتئین میتواند یکی از محرکهای کلیدی باشد که بهتدریج باعث میشود پروتئینهای بیشتری دچار بدشکلی شوند.
در حال حاضر، نمونههای پروتئین تائوی بدشکل از مغز افرادی بهدست میآید که پس از مرگ آنها کالبدشکافی شدهاند؛ اما چنین نمونههایی بهسختی یافت میشوند و از بیماری به بیماری نیز تفاوت دارند.
اکنون با در دست داشتن مدلهای مصنوعی از تائو با رفتار پریونی که قابل کنترل و تنظیم در محیط آزمایشگاهی هستند، دانشمندان میتوانند این مانع را پشت سر بگذارند و با سرعت بیشتری به بررسی اختلالات عصبی در مغز و راههای درمان آنها بپردازند.
هان میافزاید:
«ساخت قطعات خودتکثیرشونده از تائو که بتوانند ساختار فیبریلی و بدشکلی ویژهی هر نوع بیماری تائوپاتی را بازسازی کنند، گامی بسیار مهم در درک و شبیهسازی این بیماریهای پیچیده است.»
منبع: کلیک کنید
