研究人员开发了研究神经退行性疾病的新方法

新泽西州新不伦瑞克(2021年8月13日)——细胞中的一些蛋白质可以分裂成小液滴，就像水中的油滴一样，但这一过程中的缺陷可能是老年人大脑神经退行性疾病的基础。现在，罗格斯大学的研究人员开发了一种新的方法来量化与这些疾病有关的蛋白质滴。

这项新技术可以同时量化蛋白质液滴的表面张力和粘度或厚度，这将帮助科学家研究它们是如何变化的，为进一步了解这些疾病的机制和开发药物治疗开辟道路。

这项研究发表在《生物物理学报告》杂志上。

罗格斯大学领导的研究小组研究了生物分子凝聚物，这是一种通过细胞内蛋白质和RNA的液-液相分离而形成的液滴，其过程类似于油在水中形成液滴的过程。

这些蛋白滴的物质特性非常重要，因为它们在肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)、阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中发挥着关键作用。其基本观点是，某些蛋白质的液滴会变成阻塞，或分子的聚集，这是这些疾病的特征。

令人惊讶的是，目前还没有成熟的方法来量化这些蛋白质滴的材料特性，这主要是因为它们非常小——大约是雨滴体积的万亿分之一。研究人员开发了一种直接的方法，灵感来自你用吸管喝水的方式:你嘴里的吸力和饮料在吸管中流动的速度可以告诉你液体饮料的性质。类似地，人们可以通过观察蛋白质液滴在被称为微吸管的小玻璃管顶端进出的方式来测量蛋白质液滴的物质特性。

研究人员观察了油和水等普通液体的液滴。事实证明，要将它们移动到微管中，需要极大的压力，以克服这些液体在如此狭窄的通道中的高表面张力。但一旦这种张力被克服，油和水滴移动得太快，因为它们的粘度很低，无法被摄像机捕捉到。然而，研究人员发现，蛋白质液滴的表面张力和粘度正好可以用微管定量研究。

“事实上，我们可以应用微移液管技术来精确测量生物分子冷凝物，这突出了蛋白质液滴和普通液体之间的一个主要区别:蛋白质液滴的表面张力比油或水低数千倍，而它们的粘度则比油或水高数千倍，”罗格斯-新布伦瑞克大学化学和化学生物学系助理教授、资深作者郑石说。

“我们现在终于可以定量研究在神经退化过程中蛋白质滴的物质特性如何变化。我们预期这项技术将被广泛应用，并解决当前方法的几个限制。它将为解开这些机制打开大门，并促进这些疾病的治疗进展。”

DOI 10.1016 / j.bpr.2021.100011

Surface tension and viscosity of protein condensates quantified by micropipette aspiration