موفقیت محققان برای کسب اطلاعات بیشتری در خصوص بیماری هایی آلزایمر و پارکینسون - وبلاگ پردازش هوشمند

به گزارش وبلاگ پردازش هوشمند، محققان با ترکیب چند روش مختلف، پیروز به کسب اطلاعات بیشتری درباره منشاء بیماری هایی نظیر آلزایمر و پارکینسون شدند.

به گزارش گروه فناوری وبلاگ پردازش هوشمند، محققان با ترکیب چند روش مختلف، پیروز به کسب اطلاعات بیشتری درباره منشاء بیماری هایی نظیر آلزایمر و پارکینسون شدند.

آمیلوئید ها به پروتئین فیبری غیرعادی در اندام ها و بافت ها گفته می گردد که ترکیبات نامحلول تشکیل داده و در برابر تخریب مقاوم هستند. شکل گیری آن ها می تواند همراه با بیماری باشد، جایی که هر بیماری با یک پروتئین خاص یا یک ماده پپتیدی تعیین می گردد. ویژگی های نانومکانیکی الیاف آمیلوئید و نانوبلور ها به ساختار ثانویه و هندسه بین مولکولی آن ها بستگی دارد.

دانشمندان از روش های پیشرفته تصویربرداری از جمله میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) برای کشف ناهمگنی مورفولوژیکی و مکانیکی آمیلوئید ها استفاده کردند، هر چند که دستیابی به درک کامل ویژگی های آمیلوئید ها براساس روش های معمول طیف سنجی سخت است.

یوزف آدامچیک و یک تیم تحقیقات بین المللی در ETH زوریخ، دانشگاه کمبریج، دانشگاه لوکزامبورگ و دانشگاه شانگ های در مقاله ای که در نشریه Advanced Science به چاپ رساندند، روش های نانو اسپکتروسکوپی ترکیبی تک مولکولی را برای این کار به کار گرفتند.

آن ها روش ها را با مدل سازی اتمی ترکیب کردند تا انتقال ساختاری الیاف آمیلوئید به ریز بلور های آمیلوئید براساس هگزاپپتید ها در مقیاس نانو را درک نمایند. آن ها منشاء سفت شدن را افزایش محتوای ساختار های میان ورق β بین مولکولی می دانند. افزایش سفتی در مدول یانگ با افزایش تراکم پیوند هیدروژن بین مولکولی و ساختار های ورق β موازی برای تثبیت انرژی بلور ها مرتبط است.

آمیلوئید ها ساختار های بسیار منظمی هستند که از پروتئین ها یا پپتید ها نشات می گیرند و با طیف وسیعی از بیماری ها از جمله اختلالات متعدد تخریب عصبی مانند آلزایمر و پارکینسون در ارتباط هستند. درک ویژگی های بیوفیزیکی آن ها می تواند اطلاعات جدید زیادی را برای جلوگیری از تشکیل آن ها فراهم کند. دانشمندان مشتاق هستند تا دانش دقیقی از ساختار و مورفولوژی آمیلوئید ها برای کاربرد های مختلف پزشکی در فناوری نانو به دست آورند.

در این پروژه، ادامیک و همکارانش چندشکلی سیستم های مدل هگزاپپتید را مورد آنالیز قرار داده و از نقشه برداری نانومکانیکی کمی تک مولکول های میکروسکوپ نیروی اتمی (PF-QNM-AFM) استفاده کردند. روش ترکیبی AFM (میکروسکوپ نیروی اتمی) و فروسرخ با مدل سازی اتمی برای مطالعه و ارتباط خواص نانومکانیکی، شیمیایی و ساختاری فیبریل و فرم های بلوری آن مورد استفاده نهاده شد.

این تیم ابتدا هگزاپپتید های ILQINS (یک بخش تشکیل دهنده آمیلوئید) را به صورت جداگانه مورد تجزیه و تحلیل قرار داد تا تفاوت خواص نانومکانیکی و ساختاری را درک کند. آن ها مدول یانگ را از حدود 30 فیبریل مختلف استخراج کردند. سپس IFQINS هگزاپپتید دیگری را مشاهده کردند تا نشان دهند فیبر های با ساختار روبان های مارپیچ راست گرد، روبان های پیچ خورده راست گرد و چپ گرد و بلور های متوسط با هم در یک ساختار واحد وجود دارند. در این حالت، مدول های یانگ متفاوت بود و به محققان این امکان را می داد تا هر مورفولوژی ساختاری را تشخیص دهند.

در ادامه، این گروه تحقیقاتی از طیف سنجی مادون قرمز (IR) برای درک بیشتر ارتباط بین خواص نانومکانیکی و ساختار شیمیایی ثانویه استفاده کردند.