En översikt går ut på betydelsen av biomolekylär kondensation i cellulära processer, effekten av avvikande fasseparation på sjukdomar som neurodegenerativa sjukdomar, cancer och infektionssjukdomar, och potentialen för att manipulera fasseparation som en terapeutisk strategi.
Neurodegenerativa sjukdomar som ALS, FTD och andra lägger en allt större börda på globala hälsovårdssystem. Under dessa förhållanden genomgår proteiner som TDP-43, FUS, Tau, hnRNPA1, hnRNPA2B1 och polyQ-innehållande proteiner onormal fasseparation, vilket utlöser irreversibla biofysiska förändringar. Att reda ut mekanismerna bakom avvikande fasseparation ger ett nytt perspektiv på att förstå uppkomsten och utvecklingen av neurodegenerativa sjukdomar.
Vid cancer stör komplicerade genetiska mutationer normala fasseparationsprocesser, vilket underblåser tumörbildning. Anmärkningsvärda fall inkluderar fusionsgener i leukemi och fusionsproteiner i sarkom, vilket utlöser betydande förändringar i nedströms genreglering och främjar maligna tumörtillväxt. Att inrikta sig på avvikande fasseparation är en ny väg för att förstå och potentiellt behandla cancer.
Patogener utnyttjar biomolekylära kondensat för att stärka smittsamheten, medan värdens immunsystem utnyttjar fasseparation för att identifiera och neutralisera patogener. Virala proteiner orkestrerar bildandet av replikationscentra eller inklusionskroppar, avgörande för viral replikation och sammansättning, och förstärker därigenom viral smittsamhet. Att förstå dynamiken i fasseparation under infektion kastar ljus över värd-patogen-interaktioner och immunsvar, vilket potentiellt underlättar utvecklingen av antivirala strategier.
Nuvarande terapeutiska tillvägagångssätt riktar sig till både "kontroller" och "drivkrafter" för vätske-vätskefasseparation (LLPS). Controllers, som omfattar strukturella proteiner som enzymer, cellytreceptorer och transkriptionsfaktorer, genomgår reglering via signalvägar och posttranslationella modifieringar.
Samtidigt spelar drivkrafter, såsom specifika intrinsically disordered proteiner (IDP) och nukleinsyror, centrala roller i LLPS. Innovativa läkemedelsscreeningsplattformar, som DropScan, lovar att identifiera föreningar som kan modulera avvikande fasseparation vid sjukdomar som cancer. Djupare insikter i kondensatbiologi är absolut nödvändigt för att effektivt manipulera transienta sammansättningar för terapeutiska ändamål.
Granskningen drar slutsatsen att området för biomolekylär kondensation och fasseparation utvecklas snabbt, vilket ger nya insikter om sjukdomsmekanismer och potentiella terapeutiska strategier. Pågående forskning presenterar lovande utsikter för transformativa terapier, som omformar vår inställning till sjukdomsbehandling och patientvård. Verket med titeln "Lång väg upp:omtänk sjukdomar i ljuset av fasseparation och fasövergång" publicerades på Protein &Cell .
Mer information: Mingrui Ding et al, Långt upp:tänka om sjukdomar i ljuset av fasseparation och fasövergång, Protein &Cell (2023). DOI:10.1093/procel/pwad057
Tillhandahålls av Higher Education Press
