成像技术显示肽结构的新细节

圣路易斯华盛顿大学的工程师开发的一种新的成像技术可以让科学家更仔细地观察原纤维组件——包括淀粉样蛋白β的肽堆，最明显的是与阿尔茨海默病有关

这些交叉-β；原纤维组件也是设计用于医学应用的生物材料中有用的构建块，但它们与淀粉样蛋白β的近亲相似，后者的缠结是神经退行性疾病的症状，这令人担忧。研究人员想了解这些肽的不同序列如何与它们不同的毒性和功能联系在一起，无论是天然存在的肽还是它们的合成工程表亲

现在，科学家可以对原纤维组装进行足够近的观察，发现合成肽与β淀粉样蛋白相比在堆叠方式上存在显著差异。这些结果源于首席作者Matthew Lew和华盛顿大学McKelvey工程学院生物医学工程副教授Jai Rudra之间富有成果的合作

在最近发表在ACS Nano上的一篇论文中，Lew和他的同事概述了他们是如何使用尼罗红化学探针来点亮cross-&β；原纤维。他们的技术，称为单分子定向&ndash；定位显微镜（SMOLM）使用尼罗河红的闪光来可视化由合成肽和淀粉样蛋白β形成的纤维结构

＜p＞最重要的是：这些程序集比预期的要复杂和异构得多。这是个好消息，因为这意味着有不止一种方法可以安全地堆叠蛋白质。通过对原纤维组件进行更好的测量和成像，生物工程师可以更好地理解蛋白质语法如何影响毒性和生物功能的规则，从而获得更有效、毒性更小的治疗方法

首先，科学家们需要看到它们之间的区别，这是一个非常具有挑战性的问题，因为这些组件的规模很小

Lew说：“使用光学显微镜，甚至一些超分辨率显微镜，都无法分辨出这些纤维的螺旋扭曲，因为这些东西太小了。”

通过卢实验室在过去几年中开发的高维成像技术，他们能够看到差异

典型的荧光显微镜使用荧光分子作为灯泡来突出生物目标的某些方面。在这项工作中，他们使用了其中一种探针——尼罗红作为其周围物质的传感器。当尼罗红随机探索其环境并与原纤维碰撞时，它会发出闪光，他们可以测量这些闪光来确定荧光探针的位置和方向。根据这些数据，他们可以拼凑出工程原纤维的全貌，这些原纤维与β淀粉样蛋白等天然原纤维的堆叠方式非常不同

他们的这些原纤维组件的图像成为ACS Nano的封面，并由第一作者周伟彦（Weiyan Zhou）整理，他根据尼罗河红的指向对图像进行了颜色编码。由此产生的图像是一个蓝红色的肽流动集合，看起来像一个河谷

研究人员计划继续开发SMOLM等技术，以开辟在纳米尺度上研究生物结构和过程的新途径

“我们看到了现有技术无法看到的东西，”Lew说