मस्तिष्क में प्रोटीन से जुड़ी न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारी की प्रगति
वाशिंगटन। अल्जाइमर और पार्किंसंस सहित कई न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियां ज्यादातर टाऊ और ट्यूबुलिन प्रोटीन के कारण होती हैं. मस्तिष्क में इन प्रोटीनों का संचय ज्यादातर न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों की प्रगति के लिए जिम्मेदार होता है।
अर्कांसस विश्वविद्यालय में भौतिकी की प्रोफेसर जियाली ली और उनकी टीम ने अपने डॉक्टरेट छात्रों में से एक के ताऊ और ट्यूबुलिन प्रोटीन की जांच करने की इच्छा के परिणामस्वरूप एक अद्वितीय सिलिकॉन नाइट्राइड नैनोपोर-आधारित संवेदन उपकरण विकसित किया।
जर्नल ऑफ एप्लाइड फिजिक्स में, एआईपी पब्लिशिंग से, आचार्य एट अल। उपकरण प्रस्तुत करते हैं, जिसे ताऊ और ट्यूबुलिन प्रोटीन अणुओं और उनके एकत्रीकरण राज्यों के बारे में उनके मूल वातावरण के भीतर एकल-अणु स्तर पर मात्रा की जानकारी प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
सेंसर बनाने के लिए, टीम ने पता लगाया कि कैसे प्रोटीन एक नैनोपोर सिस्टम के माध्यम से बहने वाली धारा और वोल्टेज को बदलते हैं। ली ने कहा, "ओम का कानून बुनियादी भौतिकी है जो नैनोपोर डिवाइस को प्रोटीन अणुओं को समझने में सक्षम बनाता है।"
"एक छोटा छेद - 6 से 30 नैनोमीटर तक - एक पतली सिलिकॉन नाइट्राइड झिल्ली में बनाया जाता है और एक सिलिकॉन सब्सट्रेट द्वारा समर्थित होता है। जब इसे नमक आयनों के साथ एक घोल में रखा जाता है, तो विद्युत वोल्टेज लगाने से आयनों का प्रवाह होता है। छेद, या नैनोपोर। यह, बदले में, एक खुला छिद्र आयनिक प्रवाह उत्पन्न करता है।"
जब एक आवेशित प्रोटीन अणु - अक्सर आयनों से हजारों गुना बड़ा होता है - नैनोपोर के पास होता है, तो यह नैनोपोर में भी चला जाता है और कुछ आयनों के प्रवाह को अवरुद्ध कर देता है। इससे ओपन पोर करंट गिर जाता है।
ली ने कहा, "प्रोटीन अणु द्वारा उत्पादित वर्तमान बूंद की मात्रा प्रोटीन की मात्रा या आकार और आकार के समानुपाती होती है।" "इसका तात्पर्य यह है कि यदि प्रोटीन ए प्रोटीन बी से जुड़ता है, तो वे ए + बी की मात्रा के अनुपात में एक वर्तमान गिरावट का कारण बनेंगे, और एक एकत्रित प्रोटीन ए लगभग कई मात्रा में वर्तमान गिरावट का कारण होगा।"
यह ली और उसके समूह को नैनोपोर डिवाइस के भीतर प्रोटीन बंधन और एकत्रीकरण को देखने की अनुमति देता है। किसी प्रोटीन के नैनोपोर में रहने की मात्रा उसके आवेश के व्युत्क्रमानुपाती होती है, जो प्रोटीन अणु के बारे में उपयोगी जानकारी भी प्रदान करता है।
"हमारे अध्ययन से पता चलता है कि एक सिलिकॉन नाइट्राइड नैनोपोर डिवाइस ताऊ और ट्यूबुलिन प्रोटीन अणुओं की मात्रा की जानकारी और विभिन्न जैविक स्थितियों के तहत उनके एकत्रीकरण को माप सकता है, और इससे हमें प्रोटीन एकत्रीकरण प्रक्रिया के साथ-साथ विकासशील दवाओं या अन्य चिकित्सीय तरीकों की बेहतर समझ मिलती है। neurodegenerative रोगों के इलाज के लिए," ली ने कहा।
उन्होंने कहा कि उनके ठोस-राज्य नैनोपोर डिवाइस का उपयोग करते हुए, अन्य नैनो टेक्नोलॉजी टूल्स के साथ, "हम तापमान, पीएच और नमक एकाग्रता जैसे व्यवस्थित रूप से विभिन्न जैविक स्थितियों के तहत प्रोटीन एकत्रीकरण के तंत्र का अध्ययन करने की योजना बना रहे हैं।"
