Susan Lindquist on tutkijana Howard Hughes Medical Institute, joka sijaitsee osastolla molekyyligenetiikka ja solubiologia Chicagon Yliopistossa. Hän vastaa:
” ”Prion” on termi, jota käytetään ensimmäisenä kuvaamaan salaperäistä tarttuvaa ainetta, joka on vastuussa useista nisäkkäillä esiintyvistä hermorappeumasairauksista, kuten Creutzfeldt-Jakobin taudista (CJD) ihmisillä., Itse sana juontuu ”proteiinipitoisesta tarttuvasta hiukkasesta”; se viittaa alun perin harhaoppiseen olettamukseen, jonka mukaan kyseisiä tauteja aiheuttava taudinaiheuttaja koostuu vain proteiinista, jolla ei ole nukleiinihapon genomia. (Kaikki aiemmin tunnetut taudinaiheuttajat, kuten bakteerit ja virukset, sisältävät nukleiinihappoja, joiden avulla ne voivat lisääntyä.) Prionihypoteesi selitti, miksi salaperäinen tarttuva aine on vastustuskykyinen ultraviolettisäteilylle, joka hajottaa nukleiinihappoja, mutta on altis proteiineja häiritseville aineille.,
”merkittävä läpimurto tapahtui, kun tutkijat havaitsivat, että taudinaiheuttaja koostuu pääasiassa proteiinia löydy limakalvojen normaaleja soluja, mutta tässä tapauksessa proteiini on muuttunut muoto tai rakenne. Jotkut tutkijat arveltu, että vääristynyt proteiini voi sitoa muita proteiineja samaa tyyppiä ja saada heidät muuttamaan niiden lihakkuus samoin, tuottaa ketjureaktio, että tauti etenee ja tuottaa uutta tarttuvaa materiaalia., Sittemmin tämän proteiinin geeni on kloonattu onnistuneesti, ja transgeenisiä hiiriä käyttävät tutkimukset ovat vahvistaneet prionihypoteesia. Hypoteesia tukevat todisteet ovat nyt hyvin vahvoja, joskaan eivät kiistattomia.
”Prionitautien tutkimus on viime aikoina kiihtynyt useista syistä. Ensinnäkin, asennus kokeellista näyttöä on herättänyt suurta kiinnostusta, mikä näyttää olevan täysin uudenlainen mekanismi taudin., Toiseksi osoitus siitä, että prionit ovat vastuussa ”hullun lehmän taudista” (naudan spongiforminen enkefalopatia), joka on tartuttanut suuren määrän nautoja Isossa-Britanniassa ja hätäännyttänyt yleisöä, on tuonut uutta kiireellisyyttä parannuskeinon etsimiselle-varsinkin kun on havaittu, että tartunnan saaneet lehmät saattavat olla vastuussa useista uusista CJD-tapauksista ihmisillä. Lopuksi totean kollegoideni kanssa äskettäin, että hiivassa on prionitartunnan kaltainen ilmiö.,
”hiivan kohdalla ilmiössä on kyse tietyn geneettisen ominaisuuden siirtymisestä emosoluista tytärsoluihin sen sijaan, että tartunnanaiheuttaja siirtyisi yksilöstä toiseen. Nämä geneettiset piirteet olivat olleet tiedossa jo vuosia, mutta niiden hämmentävät perintökuviot (esimerkiksi ne voidaan siirtää solun sytoplasman kautta, eikä Tuma, jossa DNA sijaitsee) olivat välttäneet selityksen. Tiedämme nyt, että geneettinen ominaisuus tarttuu proteiineihin, jotka koodataan tumaan, mutta jotka voivat muuttaa niiden konformaatiota sytoplasmassa., Kun tämä muutos on tapahtunut, muuttaa proteiineja aiheuttaa muita hiljattain tehty proteiineja samaa tyyppiä muuttaa niiden rakenne, liian. Hiivaa koskevan molekyyligeenitutkimuksen pitäisi nopeuttaa peruskysymysten ratkaisemista proteiinin ja taitteluketjun reaktioiden toiminnasta. Ja mikä tärkeämpää, se viittaa siihen, että prionimekanismi on kaikkialla elävien joukossa ja saattaa olla vastuussa monista muista ilmiöistä kuin neurodegeneratiivisista sairauksista, kuten CJD: stä.,”
Mark Rogers University Collegen eläintieteen ja biotekniikan keskuksesta Dublinista lisää lisätietoja:
”termin” prion ” keksi Stanley B. Prusiner Kalifornian yliopiston lääketieteellisestä tiedekunnasta San Franciscosta vuonna 1982 erottaakseen scrapieta lampaissa aiheuttavan taudinaiheuttajan, Creutzfeldt-Jakobin taudin (CJD) ihmisillä ja naudan spongiformisen enkefalopatian (BSE) muista tyypillisemmistä taudinaiheuttajista., Prionihypoteesi väittää, että nämä sairaudet eivät johdu tavanomaisesta viruksesta tai bakteerista, vaan proteiinista, joka on omaksunut epänormaalin muodon.
”prosessi, jolla tämä muutos tapahtuu, ei ole selvä ja käynnissä on paljon työtä prioniproteiinin rakenteen vahvistamiseksi sekä sen normaaleissa että poikkeavissa muodoissa. Viime aikoina tutkijat ovat kehittäneet molekyyli-malli sekä variantteja ja on julkaistuja tutkimuksia, joissa kuvataan rakenne prioni proteiineja (kuten valmistanut E. coli-bakteerit, jotka olivat muuttaneet kautta yhdistelmä-DNA-tekniikat)., Lisätyötä käyttäen magneettikuvaus ja x-ray crystallography pitäisi auttaa meitä ymmärtämään keskeiset rakenteelliset tekijät, jotka mahdollistavat prioni co-opt normaalia solujen muoto taudista tuottaa variantti. On todennäköistä, että muut solukomponentit auttavat tässä prosessissa, joten myös proteiinin molempien muotojen solubiologian ymmärtäminen on elintärkeää.,”
Shaun Heaphy osasto mikrobiologian ja immunologian Leicester University tarjoaa tämä katsaus:
”useita kuolemaan hermoston sairauksia ihmisillä-kuten Creutzfeldt-Jakobin tauti (CJD), kuru ja Gerstmann-Str¿ussler-Scheinker (GSS) tauti-on ajateltu olevan aiheuttama tarttuva agentti tunnetaan prioni. Prionit myös aiheuttaa taudin monenlaisia muita eläimiä, mukaan lukien scrapien lampaan ja naudan spongiformisen enkefalopatian (BSE) lehmät. Kollektiivisesti näitä sairauksia tunnetaan tarttuvien spongiformisten enkefalopatioiden.,
”CJD: n syytä ei tiedetä moneen vuoteen; sitä esiintyi näennäisesti satunnaisesti, hyvin harvoin. 1950-luvulla Papua-Uuden-Guinean Etuheimoon tunnistettiin CJD: tä muistuttava Kuru-niminen kulkutauti. Taudin leviäminen tapahtui rituaalisen hautajaisprosessin aikana, jossa kuolleen heimon jäsenen aivot poistettiin kallosta, kypsennettiin ja syötiin., CJD: hen tai Kuruun kuolleiden ihmisten aivojen tieteellinen analyysi osoitti, että heidän aivokudoksellaan oli spongiforminen ulkonäkö, eli siellä oli reikiä, joissa solujen pitäisi olla, mikä viittaa enkefalopatiaan tai aivosolujen määrän vähenemiseen.
D. Carleton Gajdusek, työskentelee Yhdysvaltain National Institutes of Health, osoitti, että otteita aivojen valmistettu ihmisistä, jotka olivat kuolleet CJD tai kuru voisi aiheuttaa samanlaisen taudin, kun rokotetaan aivoihin simpanssien. Nämä kokeet viittasivat ilmeisesti tarttuvan aineen läsnäoloon., CJD: n tahaton välittyminen potilaille, jotka saavat erilaisia lääketieteellisiä hoitoja, kuten sarveiskalvon siirtoja ja ihmisen kasvuhormonihoitoa, on vahvistanut tämän päätelmän.
”hämmentävästi tutkijat myönsivät joidenkin prionitautien, kuten GSS: n, periytyvän. Kuvio perintö oli tunnustettu on autosomaalinen ja dominoiva, mikä tarkoittaa, että jos vanhempi on kehitetty GSS, oli 50 prosentin mahdollisuus, että lapsi kumpaa tahansa sukupuolta olisi myös kehittää tauti., Mitään selitystä aiheuttaa prioni tauti, siksi on otettava huomioon satunnaisia, perinnöllinen ja lähetetään variantteja taudin.
”vaikka tälle palapelille ei ole vielä yleisesti hyväksyttyä selitystä, edistystä tapahtuu. Tiedämme nyt, että normaali soluproteiini, jota kutsutaan PRP: ksi ( proteinaceous infectious particle) ja jota esiintyy meissä kaikissa, osallistuu keskeisesti prionitautien leviämiseen. Tämä proteiini koostuu noin 250 aminohaposta.
”jotkut tutkijat uskovat, että prionit muodostuvat, kun PrP yhdistää vieraspatogeenisen nukleiinihapon., Tätä kutsutaan virinon hypoteesiksi. (Virukset koostuvat viruksen genomin määrittämistä proteiineista ja nukleiinihapoista. Virino koostuisi myös proteiineista ja nukleiinihapoista, mutta proteiinikomponentin määrittelee isäntägenomi, ei taudinaiheuttajan genomi). Tueksi virino hypoteesi on olemassa eri kantoja prionit, jotka aiheuttavat erilaisia malleja sairaus ja rotu totta; olemassaolon kantoja taudinaiheuttajien on yleensä seurausta muutoksista nukleiinihapposekvenssin taudinaiheuttajan., Tutkijat eivät kuitenkaan ole löytäneet prioniin liittyvää nukleiinihappoa, vaikka monissa laboratorioissa on tehty paljon töitä. Lisäksi, prionit näyttävät edelleen tarttuva jopa sen jälkeen, kun altistuvat hoitoja, jotka tuhoavat nukleiinihapot.
”Tämä näyttö on johtanut nyt laajalti hyväksyttyyn prioniteoriaan, jonka mukaan soluproteiini PrP on prionitautien ainoa aiheuttaja; siihen ei liity nukleiinihappoa. Teorian mukaan PrP on yleensä vakaassa muodossa (pN), joka ei aiheuta sairautta., Proteiini voidaan kuitenkin kääntää epänormaaliin muotoon (pD), joka aiheuttaa sairauksia. pD on tarttuva, koska se voi liittää pN ja muuntaa sen pD, eksponentiaalisessa prosessissa — jokainen pD voi muuntaa enemmän pN pD pD.
”Prionit voidaan siirtää, mahdollisesti syömällä ja varmasti rokotus joko suoraan aivoihin tai osaksi ihoa ja lihaskudosta. Prionin eksponentiaalinen vahvistus (PN: n muuntaminen elimistössä pD: ksi) johtaisi silloin sairauteen., Satunnaiset, satunnaiset prionitapaukset syntyvät keski-tai vanhuudessa, oletettavasti siksi, että on hyvin pieni mutta todellinen mahdollisuus, että pN voi spontaanisti kääntää pD: hen; tällaisen voltin kumulatiivinen todennäköisyys kasvaa vuosien kuluessa. Periytyvät CJD-ja GSS-tapaukset voivat johtua PRP-geenin mutaatioista, jotka aiheuttavat muutoksia PrP-proteiinin aminohappojärjestyksessä. Muutos lisäisi todennäköisyyttä, että pN muuttuisi pD: ksi, jolloin tauti tapahtuisi lähes varmasti.,
”PrP: n rakenteen fysikaalinen analyysi antaa jonkin verran suoraa näyttöä kahden erilaisen (normaalin ja poikkeavan) muodon olemassaolosta. Äskettäin PrP-proteiinin ydinosan rakenne määritettiin magneettikuvausanalyysillä. Prionitautia aiheuttavat mutaatiot ryhmittyvät proteiinin keskeisten rakenneosien sisään tai viereen, joten on helppo kuvitella mutaatioiden horjuttavan pN: n rakennetta ja aiheuttavan sen uudelleenfiguroitumisen pD: ksi.
”prioniteoriaa ei ole todistettu oikeaksi, mutta monet todisteet tukevat sitä nyt., Emme vielä tiedä, miksi prionin pD-rakenne johtaisi neurodegeneraatioon, mutta tiedämme, että prioniproteiini kertyy aivokudokseen. Yksi osa-prioniproteiinin voi aiheuttaa apoptoosia tai ohjelmoidun solukuoleman; ehkä tämä mekanismi selittää rakenteessa tauti.
”prionit ovat pitkään kiehtoneet tiedemiehiä epätavallisten ominaisuuksiensa vuoksi. Viime aikoina suuri yleisö on kiinnostunut niistä myös BSE-epidemian vuoksi, joka tunnetaan dramaattisemmin hullun lehmän tautina., Eurooppalaiset ja erityisesti britit ovat syöneet satojatuhansia tartunnan saaneita eläimiä viimeisen 10 vuoden aikana. Tuoreimman tutkimuksen mukaan tartunnan saanut liha voi olla uhka ihmisten terveydelle, mutta sen merkitys ei välttämättä tule ilmi vuosiin. Vaikka BSE: tä pidetään yleisesti brittiläisenä ongelmana, se on lähes varmasti nautojen luonnollinen sairaus, joten sitä esiintyy epäilemättä myös muissa maissa. BSE: n normaali esiintyvyys on kuitenkin häviävän pieni. Yhdysvaltain maatalousministeriön mukaan BSE: tä ei ole tunnistettu yhdessäkään yhdysvaltalaisessa naudassa.,