우주 실험을 통한 알츠하이머 병에 대한 연구의 새로운 발전 - 우주에서 Tottori -Type Aβ의 섬유 토토 베이의 첫 번째 설명

• 세계 최초의 실험은 알츠하이머 병의 원인 물질 인 아밀로이드 β (Aβ)의 가족 돌연변이 인 Tottori 유형 (D7N 돌연변이)의 섬유 토토 베이를 성공적으로 설명 할 수있었습니다.
• 미세 중력 환경에서, 지상에서 우선적으로 형성되는 무질서한 응집체의 형성은 억제되고, Aβ는 효율적으로 섬유증이므로 고정산 토토 베이 분석을 수행 할 수있다.
• 냉동 전자 현미경 분석은 D7N 돌연변이가 N- 말단 영역을 토토 베이화하지 않고 섬유의 코어 토토 베이의 안정성이 손실되어 비정상 응집을 향상시키는 분자 메커니즘을 밝혀냈다.

아밀로이드 β (Aβ) (주 1)는 알츠하이머 병의 뇌에서 비정상적인 단백질 침착 물의 주요 성분입니다. Aβ 자기 조립이 섬유질 (섬유증)이되는 과정은 질병 발병의 핵심으로 생각됩니다. 지금까지 다양한 토토 베이적 유형의 Aβ 섬유가보고되었지만, 많은 사람들이 가족 성 알츠하이머 병과 관련된 돌연변이 체 Aβ의 섬유 토토 베이에 대해 불분명하다.
Tottori 유형 (주 2)이라는 가족 돌연변이는 Aβ의 N- 말단 영역에 위치한 Aspartate 번호 7 (D7)이 Asparagine (N)으로 대체 될 때 다른 응집 거동을 나타내는 것으로 알려져 있습니다. 그러나,이 돌연변이 체 형태는지면 조건 하에서 잘 형성된 아밀로이드 섬유를 형성하기가 어렵고, 대신 무질서한 비정질 응집체 (주 3)를 초래하여 기존의 방법을 사용하여 토토 베이적 분석을 어렵게한다. 그러한 "분석 할 수없는 응집체"의 토토 베이를 설명하기 위해 새로운 접근법이 필요했다.

National Institute for Natural Sciences의 삶의 창조 탐사 (Excells)를 중심으로 한 연구 그룹은 국제 우주 정거장 키보의 일본 실험 빌딩을 성공적으로 사용하여 Alzheimer의 질병과 관련된 가족 돌연변이 체 (Aβ)의 섬유증 및 토토 베이를 성공적으로 형성하고 분석했습니다.
지상에서, 무질서한 응집체 (비정질 응집체)가 우선적으로 형성되었고, 토토 베이적 분석이 어려웠고, 비정질 응집은 미세 분야 (주 4) 환경에서 억제되었고 효율적인 섬유증이 약속되었다. 이를 통해 냉동 전자 현미경을 사용하여 상세한 토토 베이 분석을 수행 할 수 있습니다 (주 5). 수득 된 섬유 토토 베이는 N- 말단 영역이 유연하고 정렬 된 토토 베이를 갖지 않음을 확인하였으며, 이는 D7N 돌연변이가 야생형 Aβ에서 볼 수있는 N- 말단에 의해 코어 토토 베이를 안정화시키는 메커니즘을 잃었다는 것을 시사한다. 이 돌연변이는 비정질 응집을 촉진하고 전하 균형의 변화 및 증가 된 소수성을 통해 섬유증을 방해하는 것으로 생각된다. 그러나, 미세 중력 환경에서, 중력으로 인한 대류 및 퇴적물이 억제되어, 비정질 응집의 발생을 제한하고, 토토 베이의 수렴이있는 고품질 섬유가 형성되었다.
이 결과는 Aβ 섬유 형성에서 자유 에너지 지형을 설명하는 것에 대한 새로운 관점을 제공 할뿐만 아니라 가족 성 알츠하이머 병의 분자 메커니즘을 밝히고 미래의 진단 및 치료 적 목표를 개발하는 데 기여할 것으로 예상됩니다.

이 연구는 단백질 응집 과정에 미세 중력 환경의 영향을 토토 베이적 수준에서 가장 먼저 입증하여 Aβ의 병리학 적 돌연변이 체의 토토 베이적 생물학에서 새로운 발달을 보여줍니다. D7N 돌연변이가 Aβ의 N- 말단이 섬유 코어의 안정화에 기여하는 것을 방지하여, 비정질 응집을 초래하는 응집 조절의 새로운 메커니즘이 밝혀졌다. 이 발견은 가족 성 알츠하이머 병의 병리를 설명하고 토토 베이에 기초한 약물을 개발하는 데 기여할 수 있습니다. 미래에, 미세 중력 하에서 다른 Aβ 돌연변이 체 및 병원성 단백질의 토토 베이적 분석이 수행 될 것으로 예상되며, 응집체의 토토 베이적 다양성이 포괄적으로 밝혀 질 것으로 예상된다.

(주 1) 아밀로이드 β (Aβ) : 뇌에서 아밀로이드 섬유를 형성하고 알츠하이머 병의 주요 원인으로 간주되는 펩티드.
(주 2) Tottori 유형 (D7N 돌연변이) : 아밀로이드 β의 일곱 번째 위치에서 아스파르트산 (D)이 아스파라긴 (N)으로 돌연변이되는 가족 성 알츠하이머 병의 유형.
(주 3) 비정질 응집체 : 정렬 된 섬유 토토 베이가 아닌 무작위로 집계 된 비 섬유 단백질 어셈블리.
(Note 4) Microgravity: An environment where you hardly feel the gravity of the Earth. 중력으로 인한 대류 및 퇴적은 외부 공간에서 억제됩니다.
(주 5) 냉동 전자 현미경 : 전자 빔으로 냉동 샘플을 관찰하여 나노 미터를 원자 수준으로 시각화하는 방법.

제목 : Tottori 유형 가족 돌연변이에 의해 영향을받는 아밀로이드 β의 형태 공간의 미세 촬영 보조 탐사 d7n
저자 : Maho Yagi-Utsumi, Saeko Yanaka, Raymond N. Burton-Smith, Chihong Song, Christian Ganser, Chiaki Yamazaki, Haruo Kasahara, Toru Shimazu, Takayuki Uchihashi, Kazuyoshi Murata, Koichi
게시 : ACS Chemical Neuroscience
doi : 10.1021/acschemneuro.5C00217
종이 간행물 날짜 : 2025 년 6 월 25 일 수요일 오전 3시 (일본 시간)

Yagi Maho (나고야시 대학교 분자 과학 연구소, 생명 창조 연구 센터), 야나카 사코 (Yanaka Saeko) Ganser (Life Creation Research Center), Yamazaki Chiaki (Aerospace Exploration Agency, Manned Space Technology Center, Manned Space Technology 부서), Kasahara Haruo (일본 항공 우주 탐사 기관, Kibo Utilization Center, Manned Space Technology), Shimazu Toru (일본 우주 포럼) University Organization Glycosylation Life Core Research Institute), Murata Kazuyoshi (Life Creation Research Center, Physiology Research Institute), Kato Koichi* (Nagoya City University 분자 과학 연구소, Life Creation Research Center)
(*책임 저자)

이 연구는 다음 보조금으로 뒷받침되었습니다.
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