För att laga en omelett, du måste röra ett ägg, och precis som Humpty Dumpty kan den aldrig sättas ihop igen. Detta beror på att ägget genomgår en uppsättning fysiologiska och kemiska förändringar när det tillagas, som får dess kemiska bindningar att bryta och dess proteiner att aggregera, omstrukturering och sätta in i en ny, slutlig — och oåterkallelig — form.

Dock, en ny studie från Tel Aviv University föreslår för första gången en ny form av proteinaggregation som är både reversibel och har positiva fysiologiska konsekvenser för celler. Upptäckten kan så småningom leda till nya terapier för neurodegenerativa tillstånd som Alzheimers, Parkinsons och "galna ko"-sjukdomar.

Forskningsstudien leddes av prof. Martin Kupiec och genomfördes av Dr Kobi Simpson-Lavy, båda från TAU:s School of Molecular Cell Biology and Biotechnology, och publiceras i tidningen Molekylär cell .

Hur man "avblobbar" ett protein

"De flesta funktioner i våra celler utförs av proteiner. Men när dessa proteiner aggregerar, de producerar en "klump" som gör dem inaktiva, " Prof. Kupiec säger. "Proteinaggregation tenderar att öka med åldern och leder till ett antal mänskliga sjukdomar, särskilt de som leder till neurodegeneration."

"Dessutom, när proteiner antar en felaktig konfiguration – när de är felveckade – försöker cellerna ta isär klumparna, eller att stapla dem på särskilda platser i cellen, för att minimera deras toxiska effekt, "Dr Simpson-Lavy säger." Denna process har kopplats till utvecklingen av ett antal neurodegenerativa tillstånd, som Alzheimers, Parkinsons och "galna ko" -sjukdomar. "

Den nya studien undersöker en helt annan typ av proteinaggregation, som kan tillhandahålla en ny mekanism för att reglera genernas aktivitet enligt förändringar i cellens miljö.

Forskningen för studien framkom serendipitously. Medan Dr. Simpson-Lavy studerade metabolismen av sockerarter i jästceller, han märkte att en märkt version av proteinet han observerade - Std1 - bildade en ljus fläck utanför cellens kärna när glukos tillsattes till cellerna.

Med andra ord, Std1, som vanligtvis finns i cellkärnorna, där genomet finns, hamnade i en aggregation utanför kärnorna.

"Vi undrade om denna proteinaggregation skulle förändras enligt olika förhållanden i cellens mikromiljö, "Säger professor Kupiec." Och faktiskt, när förhållandena ändrades igen och glukos var utarmat, aggregatet löstes och Stdl -proteinet kunde ses igen i kärnan. Std1 spelar en roll för att svara på olika sockerarter i tillväxtmediet, så den reversibla aggregeringen och upplösningen av Std1 gjorde det möjligt för cellen att reagera snabbt på olika nivåer av sockerhalt. "

Dåligt – och bra – för dig

Studien tyder också på att inte alla proteinaggregat är "dåliga för dig". Vissa spelar viktiga fysiologiska och reglerande roller. Enligt studien, de "molekylära chaperonerna" som har visat sig underblåsa många neurodegenerativa sjukdomar kan ursprungligen ha varit avsedda att reglera uppbyggnaden av icke-patologiska proteiner.

"Dessa resultat kan öppna vägen för möjliga framtida behandlingar som kan försöka ändra aggregationen från irreversibel till reversibel, " Prof. Kupiec säger. "Om vi ​​kan ta reda på hur man förvandlar en irreversibel aggregering till en reversibel, det skulle vara möjligt att behandla neurodegenerativa sjukdomar och vända effekten av aggregaten.

"Med andra ord, det kan fortfarande vara möjligt att rekonstruera ett ägg från en omelett, Prof. Kupiec konstaterar.

Forskarna undersöker för närvarande vad som gör att samma protein beter sig olika under olika förhållanden.