Die Physik der Sehkraft offenbart verblassen

Ein molekulare Tanz Art zwischen zwei Proteine in der Augenlinse kann entweder perfekte Vision oder trübe Katarakte erstellen.

Durch die Anwendung von Physik und Biologie, die Komplexität der Vision, entdeckten Wissenschaftler, dass selbst eine geringfügige Änderung in der Interaktion zwischen Proteinen, aus denen sich die Linse des Auges, ein Protein verklumpen und im Gegenzug Kataraktentstehung, die weltweit häufigste Ursache für Erblindung führen kann.

Ein neuer Satz von Bildern zeigt, wie die Dinge schief gehen kann.

Derzeit gibt es keinen bekannten Weg, den "Proteinaggregation" Prozess umzukehren, sobald sie begonnen hat. Jedes Jahr werden fast 5 Millionen Menschen Katarakt-Operation, die Ersetzung der trüben Linsen mit künstliche beinhaltet.

Diese Arbeit könnte Aufschluss über andere Protein Aggregation Krankheiten (z.B. Alzheimer-Krankheit) und vielleicht eines Tages zu Methoden zur Stabilisierung von Protein-Interaktionen und verhindert somit Katarakt und andere ähnlichen Erkrankungen führen.

Die Augenlinse besteht aus dicht gepackten kristallin Proteine deren Anordnung ist so, dass das Objektiv für sichtbares Licht transparent ist. Aus verschiedenen Gründen, einschließlich der Exposition gegenüber UV-Licht und altersbedingte Faktoren Proteine "Benehmen" und verklumpen. Statt der Übergabe durch das Objektiv jetzt gefährdet, wird das Licht gestreut. Das Ergebnis ist bewölkt Vision oder Blindheit.

Die bisherige Forschung hat gezeigt, dass die Wechselwirkungen zwischen den drei großen kristallin-Proteine, aus denen sich die Augenlinse Schlüssel zur Kataraktentstehung.

Anna Stradner der Universität Freiburg in der Schweiz und ihre Kollegen untersucht die Wechselwirkungen von zwei dieser Proteine mit Laborexperimenten und Computersimulationen.

Sie modelliert die Proteine als Kugeln mit unterschiedlichem Anziehung und Abstoßung von keine gegenseitige Anziehung, in der die beiden Proteine, sehr starke Anziehungskraft nur getrennt in dem Protein Sphären miteinander verklumpt. Als die Kräfte der Anziehung genau richtig waren, blieb die Kugeln gleichmäßig gemischt – klare Sicht.

"Durch die Kombination von Experimente und Simulationen wurde es möglich zu quantifizieren, die es musste eine schwache Anziehung zwischen den Proteinen in Reihenfolge für die Augenlinse transparent zu sein", sagte Studie Forscher Giuseppe Foffi des Instituts für numerische Forschung in der Physik Materialien in der Schweiz. "Unsere Ergebnisse zeigen, dass Katarakte bilden können, wenn der Attraktionen dieses Gleichgewicht gestört, und es öffnet sich eine neue Richtung für die Forschung in Kataraktentstehung."

In der 9. November-Ausgabe der Zeitschrift Physical Review Letters, berichteten Ergebnisse empfehlen in der Zukunft diese Eigenschaften optimiert werden könnte, um Klumpenbildung zu verhindern oder sogar umkehren die Aufhäufung Prozess, sobald sie begonnen hat.

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