Các nhà vật lý sinh học tại Đại học Buffalo báo cáo rằng họ đã tìm ra cách sử dụng một phân tử nhỏ tự nhiên có sẵn trong tế bào. Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications, họ chỉ ra rằng chất chuyển hóa L-arginine giúp tăng cường sự ổn định của các giọt protein, bảo vệ chúng khỏi sự chuyển đổi thành các sợi amyloid và do đó bảo toàn khả năng lắp ráp và ổn định các vi ống.

Nghiên cứu này đóng vai trò là bằng chứng nguyên tắc cho việc xác định các phân tử nhỏ có khả năng ức chế hoặc làm chậm quá trình hình thành sợi bệnh lý mà không ảnh hưởng đến các chức năng của giọt chất lỏng cần thiết cho sinh lý.

Những phát hiện này cho thấy sự hình thành các giọt protein có chức năng quan trọng và sự hình thành các sợi liên quan đến bệnh là hai quá trình riêng biệt, và các tế bào của chúng ta có thể có những cách để cho phép các giọt hoạt động mà không dẫn đến sự kết tụ không thể đảo ngược.

Công trình nghiên cứu của Banerjee tập trung vào các giọt được tạo thành từ protein, RNA và DNA. Còn được gọi là các chất ngưng tụ sinh học phân tử, các giọt này đóng vai trò quan trọng trong các quá trình tế bào bình thường nhưng lại hoạt động bất thường trong nhiều bệnh thoái hóa thần kinh, cũng như ung thư.

Một loại protein như vậy, Tau, có thể tạo thành các giọt nhỏ dần dần chuyển hóa thành các sợi nhỏ gọi là amyloid. Các sợi Tau này là một trong những khối protein đặc trưng được thấy trong bệnh Alzheimer, cũng như một nhóm các rối loạn gọi là bệnh lý Tau. Nhưng không giống như các mảng amyloid-β nổi tiếng hình thành bên ngoài tế bào thần kinh, các sợi Tau tích tụ bên trong tế bào thần kinh.

Trong nghiên cứu này, nhóm của Banerjee đã phát triển một phương pháp kỹ thuật sinh học từ dưới lên bằng cách sử dụng phiên bản được thiết kế của protein Tau để tái tạo cách các giọt protein dạng lỏng hình thành và dần dần chuyển đổi thành các sợi.

Hệ thống mô hình này cho thấy sự hình thành sợi tơ xảy ra trên bề mặt của các giọt chất lỏng chứ không phải bên trong chúng.

Sau khi sàng lọc một số phân tử nhỏ, bao gồm cả những phân tử được tìm thấy tự nhiên trong tế bào, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng L-arginine có thể duy trì các giọt protein ở trạng thái chức năng đồng thời chống lại sự hình thành các sợi amyloid tại giao diện ngưng tụ.