Forskeren rapporterer, hvordan seglceller dannes, kan være nøglen til at stoppe dem

University of Houston lektor i kemi, Vassiliy Lubchenko, rapporterer et nyt fund i Naturkommunikation om hvordan seglceller dannes. Lubchenko rapporterer, at dråber væske, beriget med hæmoglobin, danner klynger inde i nogle røde blodlegemer, når to hæmoglobinmolekyler danner en binding - men kun kortvarigt, i en tusindedel af et sekund eller deromkring.

Mysteriet om, hvordan klyngerne dannes, har længe undret videnskabsmænd. Hos patienter med den arvelige blodsygdom kendt som seglcellesygdom, eller anæmi, unormale hæmoglobinmolekyler stiller op i stive filamenter inde i røde blodlegemer, forvrænger deres former og gør det svært for blodcellerne at strømme gennem snævre blodkar. For at filamenterne vokser, proteinet samles først i små væskedråber, der er større end et atom, men så små, at deres mål tælles i trin mellem mikroskopisk og makroskopisk, kaldet mesoskopisk.

"Selvom det er relativt lille i antal, de mesoskopiske klynger fylder meget, "sagde Lubchenko." De tjener som væsentlig nukleation, eller vækst, centre for ting som seglcelleanæmifibre eller proteinkrystaller. Seglcellefibrene er årsagen til en invaliderende og smertefuld sygdom, mens fremstilling af proteinkrystaller forbliver den dag i dag det vigtigste værktøj for strukturbiologer. "

Fibre vokser ikke bare hvor som helst. Særlig, mesoskopisk størrelse dråber af proteinet hæmoglobin inde i blodceller initierer deres dannelse. "Det viser sig, at inde i din blodcelle, der er små dråber hæmoglobin, der er endnu mere fyldt med proteinet end resten af ​​cellen, " sagde Lubchenko. I en uventet drejning, disse overfyldte områder forventes også at have flere molekyler bundet sammen til 'dimerer' eller duoer, den slags, der kun varer et millisekund.

"Dimerne er nøglen til dannelsen af ​​de mesoskopiske klynger, " rapporterer Lubchenko, der foreslår, at en måde at forhindre seglcellesygdom på, som påvirker omkring 100, 000 amerikanere, mest afroamerikanere og latinamerikanere, er at forhindre dannelsen af ​​klyngerne, så fibrene ikke er i stand til at vokse ud af dem.

Samme mekanisme, forskellige stoffer

Lubchenko har mistanke om, at "dimermekanismen" gælder for mange andre typer protein og opløselige kemikalier. Evnen til at lave et stort antal små dråber af tætte væsker eller geler, der alle har samme størrelse, kan have anvendelser inden for nanoteknologi og industriel syntese af meget teksturerede materialer. Lubchenko og forskeren Ho Yin Chans arbejde indebærer, at bevidst inducering af dannelsen af ​​lignende store klynger i væsker og i faste stoffer kan give en separat vej til fremstilling af ensartede nanopartikler til industrien.

Han spekulerer også, at dannelsen af ​​klyngerne antyder "en pirrende mulighed for, at forstadierne til levende celler ikke var indkapslet i membraner, men, i stedet, lignede mere de såkaldte membranfrie organeller, "som Lubchenko mener har meget tilfælles med de mesoskopiske klynger.

Med andre ord, hans arbejde berører intet mindre end livets mysterium.