Rice Üniversitesi’ndeki bir ekip, canlı hücrelerin içindeki küçük protein parçalarını yakınlaştırmak için yeni bir strateji geliştirdi. Yaklaşım, Alzheimer, Parkinson ve kanser gibi hastalıkların en erken evrelerine işaret edebilecek ince çevresel değişiklikleri görünür kılıyor ve protein agregasyon bozukluklarını hedefleyen ilaçların taranmasına yeni bir yöntem sunuyor. Ekip, ‘moleküler büyüteç’ işlevi gören AnapTh floresan probunu hassas protein alt alanlarına yerleştirerek, klasik yöntemlerin çoğunlukla kaçırdığı gerçek zamanlı değişimleri izleyebilir hâle geldi.
ERKEN DEĞİŞİM İZLEME
Tasarım, görünür kümelenmeden önce erken yerel değişimlerin ortaya çıktığı fikrine dayanıyor. AnapTh, çevresindeki mikro ortamın özelliklerine bağlı olarak emisyon spektrumunu kaydıran floresan bir amino asit. Araştırmacılar genetik kod genişlemesi tekniğiyle probu proteinlerin seçilen bölgelerine, katlanma ya da işlevi bozmadan yerleştirdi. Böylece, mevcut araçların sağlayamadığı mekânsal çözünürlük ile canlı hücrelerde gerçek zamanlı izleme mümkün oldu. Yerelleştirilmiş kaymaların takibi, aynı proteinin farklı bölgelerinin bir araya gelmeye başladığında nasıl farklı davrandığını ortaya çıkardı.
TEK NOKTA TAKİBİ
Ekip, bir proteindeki tek bir noktayı aydınlatıp çevresindeki mikro-ortamı gözlemlemeyi mümkün kılan platformla, agregasyon başladığında bazı kısımların daha yoğun ve hidrofobik hâle gelirken diğerlerinin değişmeden kaldığını gösterdi. Hastalıkla ilişkili proteinlere uygulanan teknik, agregasyonun tekdüze bir süreç olmadığını; aksine belirli alt alanların daha yüksek floresan yoğunluğu ve spektral kaymalar sergileyerek kimyasal olarak farklılaşmış ve yoğunlaşmış ortamları işaret ettiğini ortaya koydu.
DÜZENSİZ KÜMELEŞME DESENİ
Bulgular, agregasyonu tekdüze tanımlayan eski modellere meydan okuyor. Kanıtlar, kümelenmenin ayrı ‘sıcak noktalarda’ başladığını ve zamanla yayıldığını gösteriyor. Bu erken, lokalize yanlış katlanma olayları geleceğin biyobelirteçleri olabilir ya da terapötik müdahale için birer giriş noktası sağlayabilir. Böylece, nörodejeneratif süreçlerin moleküler tetikleyicilerine dair daha rafine bir anlayış gelişiyor.
HASTALIK BAĞLAMI GENİŞ
Protein agregasyonu; Alzheimer’daki amiloid plakları, Parkinson’daki Lewy cisimleri ve kanserdeki yanlış katlanmış proteinler gibi yıkıcı bozuklukların temelinde yer alıyor. Bu değişikliklerin nerede ve nasıl başladığını anlamak, tedavilere giden yolu netleştiriyor. Keşif, spiral protein kıvrımlarında küçük hataların nasıl büyük sağlık tehditlerine dönüştüğünü çözümlemek için daha keskin bir bakış sunuyor.
İLAÇ KEŞFİNE KÖPRÜ
Rice ekibi, platformun ilaç keşfinde nasıl kullanılabileceğini de gösterdi. Araç, alt alan değişikliklerini erken yakalayarak hastalık ilerlemesini daha hassas biçimde izleme olanağı veriyor. Bu sayede, kümelenme yayılmadan önce müdahale eden bileşikler belirlenebiliyor; potansiyel inhibitörlerin, sorunun ilk işaretinde yerel yanlış katlanmayı önleyip önlemediği test edilebiliyor. Bu hassasiyetin, ilaç geliştirme süreçlerinin süre ve hedefleme açısından ihtiyaç duyduğu ivmeyi sağlaması bekleniyor.
EKİP VE KATKILAR
Çalışmada Rice Üniversitesi’nden Han Xiao’nun yanı sıra araştırmacılar Shikai Jin, Yuda Chen, Yiming Guo, Yu Hu ve Peter Wolynes ortak yazar olarak yer aldı. Platformun sunduğu mekânsal çözünürlük, gerçek zamanlı izleme ve hedefe yönelik müdahale kapasitesi, laboratuvar ölçeğinden klinik hedeflere uzanan bir çeviri potansiyeli işaret ediyor.
