(Phys.org) - Under 1980 -talet professor Leonard Rom och hans dåvarande postdoktor Nancy Kedersha gjorde ett genombrott i cellbiologin när de upptäckte valv, naturligt förekommande nanopartiklar - av en storlek mätt i nanometer (1 nanometer =1 miljarddels meter) - som består mestadels av proteiner och antalet i tusentals inuti varje cell i kroppen.

Under årtiondena sedan, Roms team har upptäckt hur man bildar valv i laboratoriet med hjälp av proteinerna de består av. Medan naturligt förekommande valv innehåller andra element, Roms team byggde tomma, vilket så småningom gjorde det möjligt för dem att förfölja tanken på att sätta in läkemedelsmolekyler i valv. De kan sedan läggas i serum, injiceras till patienter, och riktas till specifika celler där de släpper ut läkemedlen. Således, valv utvecklas som ett mycket exakt läkemedelsleveranssystem som kommersialiseras.

Men en fråga som Rom och hans team inte kunde svara på var hur de naturliga valven ursprungligen bildades inuti celler. Nu verkar Rom och hans medarbetare vid UCLA:s California NanoSystems Institute ha löst det mysteriet.

I en studie som publicerades online idag i tidskriften ACS Nano , Roms lag, ledd av första författare och postdoktor Jan Mrazek, rapportera data som tyder på att polyribosomer-små molekylära maskiner som läser genetisk information och bildar proteiner inuti celler-fungerar som 3D-skrivare för att både skapa och länka ihop proteiner och korrekt bilda dem till valv. (Se en kort animerad förklaring av hur det fungerar.)

"Denna idé behöver ytterligare forskning och bekräftelse, men det är en mycket elegant modell och vi är övertygade om att det förklarar hur valv bildas, "sade Rom, som är associerad chef för California NanoSystems Institute. "Om modellen är korrekt, det avslöjar något nytt om cellbiologi - att denna polyribosom som har varit känd i 50 år har en hittills okänd funktion. Nämligen, det ordnar sammansättningen av makromolekylära komplex som valv, och andra strukturer i en cell som är gjorda av flera proteiner. "

Mrazek sa att denna möjliga funktion av polyribosomer också kan ge ny förståelse för proteinaggregation, som är en hopklumpning av deformerade proteiner som händer vid sådana sjukdomar som Alzheimers, Parkinsons och Lou Gehrigs.

"Om ett protein inte är korrekt tillverkat, det är möjligt att dessa deformiteter kan förändra den styrda sammansättningen av makromolekyler av polyribosomerna, "Sa Mrazek." När du väl förstår att det finns en maskin i cellen som styr bildandet av dessa makromolekylära komplex, du kan se var det kan gå fel med den maskinen. Genom att studera nanoteknik har vi avslöjat något okänt om grundläggande cellbiologi som kan ha större konsekvenser. "