Фрагментация на алфа-синуклеин с ултразвуковия апарат VialTweeter
Фибрилите и лентите на α-синуклеина се фрагментират в научните изследвания, за да се получат по-малки фибрилни фрагменти или дори отделни белтъчни молекули, които могат да бъдат анализирани по-лесно с различни експериментални техники. Ултразвуковият апарат VialTweeter е един от най-често използваните ултразвукови апарати за ефективна и надеждна фрагментация на алфа-синуклеин.
α-синуклеинът в научните изследвания
Фибрилите на алфа-синуклеина са белтъчни агрегати, които са тясно свързани с невродегенеративни заболявания като болестта на Паркинсон и определени форми на деменция, включително деменция с телца на Леви. Изследванията върху фибрилите на алфа-синуклеина целят да изяснят ролята им в прогресирането на заболяванията и да разработят потенциални терапевтични интервенции. Чрез раздробяване на фибрилите на алфа-синуклеина на по-малки фрагменти изследователите могат да изучават специфичните им структурни особености. Например фрагментирането на фибрилите на алфа-синуклеина позволява на изследователите да изучават взаимодействията им с други молекули, като белтъци, липиди или малки молекули. Получаването на по-малки фрагменти позволява по-ефективно изследване на местата на свързване и афинитета към тези партньори във взаимодействията. По-малките фибрили и ленти на α-Syn могат също да проявяват променена токсичност и биохимични ефекти. Затова от решаващо значение е надеждна и ефективна техника за фрагментация, която осигурява възпроизводими резултати чрез бърза и лесна обработка на пробите.
Ултразвукова фрагментация на Alpha-Syn: Ултразвуковият апарат VialTweeter е утвърдена система за ултразвукова подготовка на проби, която обработва с ултразвук до 10 флакона едновременно при абсолютно еднакви условия. Програмируемите настройки позволяват лесно и бързо повторно провеждане на същите експерименти, което осигурява изключително надеждни и възпроизводими резултати при фрагментацията на фибрили на алфа-синуклеин.
Ултразвуков апарат VialTweeter за едновременна ултразвукова фрагментация на множество проби с алфа-синуклеин.
Подготовка на проби с α-синуклеин чрез ултразвуков апарат
Един от подходите за изучаване на фибрилите на алфа-синуклеина включва тяхното извличане и фрагментиране с техники като ултразвукова обработка. Ултразвуковата обработка е процес, който използва ултразвукови вълни с висок интензитет и ниска честота за разрушаване и раздробяване на белтъчни агрегати, което води до освобождаване на по-малки фибрили или отделни белтъчни молекули. Ултразвуковият апарат VialTweeter е често използвано за тази цел устройство в изследванията, свързани с α-синуклеина.
Многобройни научни изследвания описват точни протоколи за подготовка на проби чрез ултразвукова обработка на фибрили на алфа-синуклеин, които използват Hielscher VialTweeter за ефективна и надеждна фрагментация на фибрили на α-синуклеин. Чрез ултразвуково фрагментиране на фибрилите изследователите могат да анализират получените продукти и да изучават тяхната структура, токсичност и взаимодействия с други молекули. Тези изследвания предоставят важни сведения за механизмите, лежащи в основата на невродегенерацията, и потенциално могат да установят нови терапевтични мишени. Утвърдените протоколи за ултразвукова обработка на α-синуклеин с ултразвуковия апарат VialTweeter позволяват получаването на надеждни и възпроизводими резултати.
Горни изображения: нефрагментирани фибрили на алфа-синуклеин
Долни изображения: фибрили на алфа-синуклеин, фрагментирани с ултразвук чрез ултразвуковия апарат VialTweeter
(изследване и изображения: ©Dieriks et al., 2022)
Ултразвукова фрагментация на фибрили на α-синуклеин – протоколи
Тъй като многобройни изследователи използват ултразвуковия апарат VialTweeter като предпочитана техника за фрагментация за получаване на еднородни фрагменти от фибрили на α-синуклеин, утвърдените протоколи са лесно достъпни. По-долу можете да намерите няколко примерни протокола за фрагментация.
Подготовка на зародиши ClearTau: Фибрилите ClearTau бяха разредени до 10 μM в dH2O и обработени с ултразвук при 70 % амплитуда за 50 s с цикъл 1 s включено и 1 s изключено, в епруветка, чрез ултразвуковия апарат UP200St с VialTweeter. Зародишите бяха характеризирани чрез електронна микроскопия.
Измерване на флуоресценцията на ThS: Фибрилите ClearTau бяха разредени до 2,5 μM в dH2O и обработени с ултразвук при 70 % амплитуда за 50 s с цикъл 1 s включено и 1 s изключено, в епруветка, чрез UP200St с VialTweeter. Като контрола беше използван 2,5 μM мономер на Tau 4R2N с пълна дължина. Към реакционната смес с обем 100 μl бяха добавени 100 μl ThS (10 μM), което доведе до крайни белтъчни концентрации от 1,25 μM. Флуоресценцията на ThS в една времева точка беше измерена с помощта на плаки с 96 ямки и прозрачно дъно, поставени в четец за микроплаки FLUOstar Omega, с възбуждане при 445 nm, като беше регистрирана емисията при 485 nm.
(вж. Limorenko et al., 2023)
Еднаква дължина на α-синуклеина чрез ултразвукова обработка: Нееднородността на дължината на фибрилите и лентите на α-syn беше намалена чрез ултразвукова обработка за 20 min върху лед в епруветки Eppendorf от 2-ml във VialTweeter, настроен на 75% амплитуда и импулси от 0,5 s.
(вж. Bousset et al., 2013)
Беше извършен контрол на качеството на човешкия рекомбинантен мономерен WT или S129A a-Syn и на фибрилните полиморфни форми, които те образуват, както и на a-Syn 1–110. Впоследствие фибрилните полиморфни форми бяха фрагментирани чрез ултразвукова обработка за 20 min в епруветки Eppendorf от 2-mL в ултразвуковия апарат VialTweeter, за да се получат фибрилни частици със среден размер 42–52 nm, подходящи за ендоцитоза.
(вж. Shrivastava et al., 2020)
Характеризиране на пет фибрилни полиморфни форми на α-Syn. (A) Показани са трансмисионни електронни микрографии на негативно контрастирани фибрилни полиморфни форми на α-Syn – fibrils, ribbons, fibrils-91, fibrils-65 и fibrils-110 – преди (горен ред) и след фрагментация с VialTweeter (долен ред). (B) Показано е разпределението по дължина на фрагментираните фибрилни полиморфни форми. Посочен е броят (n) на фибрилните структури, въз основа на които са получени хистограмите.
(изследване и изображения: Shrivastava et al., 2020)
Фибрилите на α-Syn бяха фрагментирани чрез ултразвукова обработка за 20 min в епруветки Eppendorf от 2 ml във VialTweeter, за да се получат фибрилни частици със среден размер 42–52 nm, определен чрез TEM анализ.
(вж. Negrini et al., 2022)
Ресуспендираните fibrils91 (в PBS) бяха фрагментирани преди добавянето им към клетъчни култури чрез ултразвукова обработка за 20 min в епруветки Eppendorf от 2 mL с ултразвуковия апарат VialTweeter, разделени на аликвотни части, бързо замразени в течен азот и съхранявани до употреба при -80 ̊C.
(вж. Vajhøj et al., 2021)
VialTweeter и лабораторни ултразвукови апарати за фрагментация на α-Syn
Hielscher Ultrasonics е признат в световен мащаб като водещ производител на авангардни ултразвукови апарати. Утвърдени и ползващи се с доверие в големи изследователски лаборатории по целия свят, нашите ултразвукови апарати предлагат несравнимо качество и производителност за вашите критично важни експерименти.
С Hielscher VialTweeter и всеки друг ултразвуков апарат на Hielscher ще изпитате несравним комфорт при работа, тъй като те са внимателно проектирани за възпроизводими резултати, лесна употреба и безпроблемна работа. Благодарение на функциите за автоматичен запис на данни можете да се съсредоточите върху изследванията си, докато нашите ултразвукови апарати прецизно записват ключови данни за възпроизводимост и точност.
Постигайте постоянни и възпроизводими резултати с увереност!
Нашите ултразвукови апарати са проектирани и произведени в Германия. Германска прецизност и най-високо инженерно качество, за да се осигури надеждна и точна подготовка на проби, като фрагментация на фибрили на алфа-синуклеин, всеки път. Повече няма нужда да се тревожите за непостоянни резултати – нашата ултразвукова технология гарантира, че изследванията ви остават в челните редици на научния прогрес.
Но това не е всичко! Нашият ангажимент към съвършенството се простира отвъд продуктите ни. Гордеем се с изключителното си обслужване на клиенти, като предоставяме експертна подкрепа за всички въпроси или притеснения, които може да имате. Нашият отдаден екип е тук, за да ви помага на всяка стъпка от изследователския ви път, като гарантира, че извличате максимална полза от нашите ултразвукови апарати.
Изберете иновация, надеждност и изключително удобство при работа – изберете нашите лабораторни ултразвукови апарати, като VialTweeter, за фрагментация на фибрили на алфа-синуклеин. Възползвайте се от вече утвърдените протоколи и се присъединете към водещите изследователи, които се доверяват на нашата технология за своите критично важни изследвания. Издигнете изследванията си на по-високо ниво и проучвайте нови хоризонти в изследването на деменцията и невродегенеративните заболявания с нашите най-съвременни ултразвукови апарати.
- висока ефективност
- най-съвременна технология
- надеждност и здравина
- възпроизводимост
- регулируем, прецизен контрол на процеса
- за всеки обем
- интелигентен софтуер
- интелигентни функции (напр. програмируемост, регистриране на данни, дистанционно управление)
- лесна и безопасна работа
- минимална поддръжка
- CIP (почистване на място)
Проектиране, производство и консултиране – качество, произведено в Германия
Ултразвуковите апарати на Hielscher са добре известни с най-високите си стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Ултразвуковите апарати на Hielscher се справят лесно с тежки условия и взискателна работна среда.
Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови апарати с най-съвременна технология и удобство при употреба. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher съответстват на CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите лабораторни ултразвукови апарати:
| Препоръчителни устройства | Обем на партидата | Дебит |
|---|---|---|
| UIP400MTP | плаки с множество ямки / микротитърни плаки | n.a. |
| Ultrasonic CupHorn | CupHorn за флакони или лабораторна чаша | n.a. |
| GDmini2 | ултразвуков микропроточен реактор | n.a. |
| VialTweeter | 0,5 до 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1 до 500mL | 10 до 200mL/min |
| UP200Ht, UP400St | 10 до 2000mL | 20 до 400mL/min |
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
VialTweeter се използва често за фрагментиране на фибрили на алфа-синуклеин като стъпка от преданалитичната подготовка на проби
Литература / Източници
- Emil Dandanell Agerschou, Marie P. Schützmann, Nikolas Reppert, Michael M. Wördehoff, Hamed Shaykhalishahi, Alexander K. Buell, Wolfgang Hoyer (2021): β-Turn exchanges in the α-synuclein segment 44-TKEG-47 reveal high sequence fidelity requirements of amyloid fibril elongation. Biophysical Chemistry, Volume 269, 2021.
- Bousset, L., Pieri, L., Ruiz-Arlandis, G. et al. (2013): Structural and functional characterization of two alpha-synuclein strains. Nature Communications 4, 2575 (2013).
- Vajhøj, Charlott; Schmid, Benjamin; Alik, Ania; Melki, Ronald; Fog, Karina; Holst, Bjørn; Stummann, Tina (2021): Establishment of a human induced pluripotent stem cell neuronal model for identification of modulators of A53T α-synuclein levels and aggregation. PLOS ONE 16, 2021.
- Dieriks B.V.; Highet B.; Alik A.; Bellande T.; Stevenson T.J.; Low V.; Park T.I.; Correia J.; Schweder P.; Faull R.L.M.; Melki R.; Curtis M.A.; Dragunow M. (2022): Human pericytes degrade diverse α-synuclein aggregates. PLoS One, Nov 18;17(11), 2022.
- Amulya Nidhi Shrivastava, Luc Bousset, Marianne Renner, Virginie Redeker, Jimmy Savistchenko, Antoine Triller, Ronald Melki (2020): Differential Membrane Binding and Seeding of Distinct α-Synuclein Fibrillar Polymorphs. Biophysical Journal, Volume 118, Issue 6, 2020. 1301-1320.
- Negrini M, Tomasello G, Davidsson M, Fenyi A, Adant C, Hauser S, Espa E, Gubinelli F, Manfredsson FP, Melki R, Heuer A. (2022): Sequential or Simultaneous Injection of Preformed Fibrils and AAV Overexpression of Alpha-Synuclein Are Equipotent in Producing Relevant Pathology and Behavioral Deficits. Journal of Parkinsons Disease 12(4), 2022. 1133-1153.
- Limorenko G, Tatli M, Kolla R, Nazarov S, Weil MT, Schöndorf DC, Geist D, Reinhardt P, Ehrnhoefer DE, Stahlberg H, Gasparini L, Lashuel HA (2023): Fully co-factor-free ClearTau platform produces seeding-competent Tau fibrils for reconstructing pathological Tau aggregates. Nature Communications 4;14(1), July 2023.
Често задавани въпроси
Алфа-синуклеинът амилоид ли е?
Да, алфа-синуклеинът може да образува амилоидоподобни фибрили. Той е ключов компонент на телцата на Леви, които са патологичен отличителен белег на болестта на Паркинсон и други синуклеинопатии. Неговата агрегация следва зависим от образуването на зародиши процес на полимеризация, подобен на този при класическите амилоиди.
Каква е разликата между амилоид-бета и алфа-синуклеин?
Амилоид-бета (Aβ) и алфа-синуклеинът (α-syn) са различни белтъци, които образуват патологични агрегати при невродегенеративни заболявания. Aβ, произлизащ от амилоидния прекурсорен белтък (APP), се свързва предимно с болестта на Алцхаймер и образува извънклетъчни плаки. За разлика от него, α-syn е пресинаптичен невронален белтък, който агрегира вътреклетъчно при болестта на Паркинсон и свързаните с нея заболявания. Въпреки че и двата проявяват амилоидни структури, богати на β-нагънати листове, те се различават по своите последователности, пътища на агрегация и специфична за заболяването патология.
Какъв вид белтък е амилоидът?
Амилоидът е неправилно нагънат фибрилен белтък, който приема напречна β-листова структура и агрегира в неразтворими фибрили. Тези белтъци обикновено произлизат от нормално разтворими прекурсори, които претърпяват конформационни промени, водещи до самосглобяване и отлагане. Амилоидите се свързват с различни невродегенеративни и системни заболявания, при които тяхната агрегация допринася за клетъчната токсичност и увреждането на тъканите. Научете как ултразвуковият апарат UIP400MTP за плаки с 96 ямки помага за бързото образуване на стандартизирани амилоидни фибрили за изследователски цели!
Какви заболявания се причиняват от амилоидите?
Амилоидите участват в развитието на многобройни заболявания, обобщено наричани амилоидози. Те включват:
- Невродегенеративни заболявания: болест на Алцхаймер (Aβ), болест на Паркинсон (α-syn), болест на Хънтингтън (мутантен хънтингтин) и прионни заболявания (PrPSc). (Прочетете повече за подпомаганата с ултразвукова обработка PMCA за откриване на приони с висок капацитет за обработка на проби!)
- Системни амилоидози: амилоидоза на леките вериги (AL), транстиретинова (ATTR) амилоидоза и вторична (AA) амилоидоза.
- Локализирани амилоидози: амилоиден полипептид на панкреасните островчета (IAPP) при диабет тип 2.
Всяко заболяване, свързано с амилоиди, се характеризира с неправилно нагъване, агрегация и отлагане на белтъци, което води до клетъчна дисфункция и токсичност.
Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лабораторен до промишлен мащаб.

