蛋白質團塊與多種具有挑戰性的疾病有關，例如漸凍人症、阿茲海默症和帕金森氏症。了解這些蛋白質的相互作用非常複雜。然而，瑞典查爾姆斯理工大學的研究人員發現了一種新方法，可以在奈米尺寸的捕獲器中捕獲許多蛋白質。透過這種新方法，可以對蛋白質的行為進行前所未有的深入研究。

圖片顯示的是蛋白質捕獲器，它由奈米級腔室和聚合物組成，在上方形成門。這些”門”透過將溫度升高約10 度來打開。然後，聚合物會改變形狀，變成更緊湊的狀態，這樣蛋白質就可以進出了。資料來源：查爾默斯理工大學| 茱莉亞-耶爾勒巴克

領導該研究計畫的查爾姆斯大學教授安德烈亞斯-達林（Andreas Dahlin）說：”我們相信，我們的方法具有巨大的潛力，可以加深人們對許多不同疾病的早期和危險過程的了解，並最終幫助人們了解如何用藥物來對抗這些疾病。”

在人體內形成團塊的蛋白質會導致多種疾病，包括漸凍人症、阿茲海默症和帕金森氏症。如果能更了解凝塊是如何形成的，就能找到有效的方法在早期將其溶解，甚至完全防止其形成。

Andreas Dahlin，查爾姆斯理工大學化學與化學工程系教授。圖片來源：查爾默斯理工大學| Mikael Terfors

如今，有各種技術可以研究過程的後期階段，即團塊變大並形成長鏈的階段，但直到現在，還很難追蹤早期的發展，因為那時它們還非常小。現在，這些新的捕集器可以幫助解決這個問題。

可長時間進行高濃度研究

研究人員將他們的工作描述為世界上最小的閘門，只需按下按鈕即可打開和關閉。這些門成為陷阱，將蛋白質鎖在奈米級的腔室中。蛋白質無法逃脫，從而將在這一水平上觀察蛋白質的時間從一毫秒延長到至少一小時。這種新方法還可以在很小的體積內封閉數百個蛋白質，這對進一步了解情況非常重要。

“我們希望看到並更好地理解的團塊由數百個蛋白質組成，因此如果我們要研究它們，就必須能夠捕獲如此大量的蛋白質。”Andreas Dahlin 說：”小體積內的高濃度意味著蛋白質會自然地相互碰撞，這是我們新方法的一大優勢。”

為了將這種技術用於研究特定疾病的病程，還需要繼續發展這種方法。

“捕獲器需要進行調整，以吸引與你感興趣的特定疾病相關的蛋白質。”Andreas Dahlin 說：”我們現在的工作是規劃哪些蛋白質最適合研究。”

新陷阱的工作原理

研究人員開發的捕集器由所謂的聚合物刷組成，位於奈米級腔室的口部。要研究的蛋白質包含在液體溶液中，經過特殊化學處理後被吸引到腔室壁上。

當閘門關閉時，蛋白質就會脫離腔壁，開始相互移動。在捕集器中，您可以研究單一的蛋白質團塊，這比同時研究許多蛋白質團塊能提供更多資訊。例如，團塊可能由不同的機制形成，具有不同的大小和結構。

只有逐一分析才能觀察到這些差異。實際上，蛋白質可以在捕集器中保留幾乎任意長的時間，但目前，時間受到化學標記保留時間的限制。在這項研究中，研究人員成功地將可見性保持了一個小時。