Nature子刊：单纤维分辨率下观察无致病性淀粉样蛋白合成新途径

比利时Han Remaut实验室（VIB-VUB）和伦敦大学学院Yves Dufrêne实验室合作利用一种新显微术，实时监控了细菌生产功能性淀粉样蛋白（amyloids）过程。病理性淀粉样斑块引发人类疾病，观察功能性淀粉样蛋白关键生长和调节特性，不仅有助于新生物材料开发，还可为相关疾病提供新见解。

　　

生物通报道：功能性淀粉样蛋白（functional amyloids）是具有典型淀粉样结构的蛋白质聚集体，不会导致疾病，反而服务于专门生物功能，在人体黑色素产生和细胞激素储存中发挥作用。

对人类来说，淀粉样蛋白与神经退行性疾病（如阿尔茨海默、帕金森、牛海绵状脑病等）有关。病理性淀粉样蛋白受困于毒性模式，导致细胞死亡，引起大脑和器官损伤，最终致命。

有用蛋白质
淀粉样蛋白斑块由排布成螺旋状纤维的蛋白质或蛋白质片段组成，通过吸引新分子不断生长。先前研究表明，导致人类组织损伤的是早期阶段生成的小蛋白质集料。这些分子前身虽然拥有与淀粉样蛋白一致的亚基组成，但结构截然不同。

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细菌有一项非凡能力：能刻意避开有毒中间体，制造功能性淀粉样蛋白。这篇发表于《Nature Chemical Biology》的文章揭示了这条鲜为人知的细菌途径。

“这项研究的目的是学会细菌规避有毒有害中间体的生产方式，最终帮助人类创造无毒淀粉样蛋白。为了做到这一点，我们借助高速原子力显微术（high-speed atomic force microscopy），以100倍快于传统原子力显微镜的速度观察单个淀粉样蛋白纤维生长。”Han Remaut教授说道。

无毒蛋白生产新途径
科学家们发现大肠杆菌curli菌毛（一种由功能性淀粉样蛋白组成的生物膜）的发育过程与病理性淀粉样蛋白形成不同。在核心形成过程中，curli亚基尽可能地聚合成最小尺寸纤维，立即获得成熟菌毛特性。

Mike Sleutel博士（（VIB-VUB））说：“curli纤维通过这种快捷方式，跳过有毒中间态形成环节，直接组成小型淀粉样蛋白片段。同时，我们发现细菌还能通过生产亚基结合位点阻断蛋白（CsgC），调节curli纤维生长。”

美好前景
Curli是一种研究功能性和病理性淀粉样蛋白差异的理想模型系统，帮助我们了解细菌如何应对毒性蛋白类型避免机体损害。而功能性淀粉样蛋白合成途径研究亦可为生物新材料添砖加瓦。

“我们希望生产特殊功能性转基因淀粉样纤维基团，如抗体和酶等等。运用这项最新策略，我们设想用带有可编程功能的自组装纳米线建立一类新生物材料。”

原文标题：Nucleation and growth of a bacterial functional amyloid at single-fiber resolution

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