L’ipotesi del prion afferma che l’agente infettivo responsabile per le encefalopatie spongiformi trasmissibili (ad es., malattia di Creutzfeldt – Jakob in esseri umani, scrapie nelle pecore, malattia del deperimento cronico in cervi e alci e “malattia della mucca pazza” nei bovini ) è esclusivamente composto di proteine e privo di acidi nucleici¹. In malattie da prioni, la proteina prionica cellulare (PrP^C) assume una piega non nativi, stabile (PrP^Sc) che è altamente beta foglio-ricco e auto-propagarsi convertendo e reclutamento monomerico PrP^C molecole in amiloide stabile funzioni di aggregazione. PrP^Sc aggregati utilizzano questo meccanismo di auto-replica per diffondere tra diverse cellule dell’organismo e anche tra gli organismi individuali².

Misfolding e aggregazione è anche una caratteristica centrale della maggior parte delle malattie neurodegenerative (morbo di Alzheimer (annuncio), malattia di Parkinson (MDP), malattia di Huntington (HD) e sclerosi laterale amiotrofica (ALS))³. Formazione di assemblee di proteina aggregati intra – o extra – cellulare in queste malattie è strettamente associato con citotossicità⁴ e progredisce lungo percorsi altamente riproducibili e malattia-specifica attraverso il cervello sopra tempo^{5, 6}. questi modelli di diffusione suggeriscono che aggregati patogeni associati a questi disturbi del prion-come le proprietà. Forte sostegno ora esiste per la trasmissione di prioni-come degli aggregati associati con l’annuncio, PD, HD e ALS – si sono sparsi dalla cellula–cellula e modello il cambiamento conformazionale di monomeriche forme della stessa proteina in cellule precedentemente inalterato^{7, 8}.

La maggior parte degli studi che studiano da prioni-come diffusione di aggregati proteici fino ad oggi è stata effettuata utilizzando modelli di coltura di cellule di mammifero, dove gli aggregati trasferire nel citoplasma delle cellule naive dallo spazio extracellulare o da un’altra cella citoplasma^{9,10,11,12,13,14,15}, o iniettando materiale contenente aggregato nel cervello di topo e monitoraggio aggregare aspetto fuori le iniezione sito^{16,17,18,19,20,21,22, 23}. più recentemente, gli animali transgenici sono stati utilizzati per dimostrare che gli aggregati intracellulari diffondersi ad altre cellule all’interno di cervelli intatti^{24,25,26,27, 28,29,30}. Qui, descriviamo un metodo per la visualizzazione diretta di trasferimento aggregati tra le singole celle nel cervello intatto di Drosophila melanogaster. Quasi due decenni fa in primo luogo sono stati sviluppati in Drosophila modelli di HD/poliglutammina (polyQ) malattie^31,32 e hanno intestimabile molti meccanismi patogenetici che sono alla base di questi disordini ³³. HD è un disordine neurodegenerative ereditato causato da una mutazione autosomica dominante del gene che codifica per la proteina huntingtina (Htt)³⁴. Questa mutazione provoca dilatazione di un tratto poliQ nei pressi N-terminale di Htt di là di una soglia di patogena di ~ 37 Glutamine, causando la proteina di misfold e aggregazione^35,36. Selvaggio-tipo Htt proteine contenenti < 37 Glutamine in questo tratto raggiungere loro ovile nativo, ma possono essere indotte a aggregato al diretto contatto fisico con un Htt aggregazione "seme"^12,27,37. Sfruttiamo questo homotypic, aggregazione nucleato di selvaggio-tipo Htt come una lettura per il trasferimento del prion-like e citoplasmico voce di mutante Htt aggregati originari di altre cellule.

Determinare i meccanismi da cui aggregati del prion-come viaggio tra le celle può portare all’identificazione di nuovi bersagli terapeutici per le malattie neurodegenerative incurabili. Prendiamo vantaggio del ciclo di vita rapido, facilità d’uso e trattabilità genetica della Drosophila melanogaster definire meccanismi molecolari per cellula–cellula diffusione del mutante Htt aggregati. La nostra strategia sperimentale utilizza due sistemi di espressione binaria disponibile in Drosophila, la consolidata Gal4 specifici a Monte d’attivazione sequenza (Gal4-UAS) sistema³⁸ e il recentemente sviluppato QF-QUAS sistema³⁹. Questi due sistemi indipendenti di aggancio permette di limitare l’espressione dei transgeni Htt mutanti e wild-type a popolazioni distinte delle cellule all’interno della stessa volare⁴⁰. Utilizzando questo approccio, esaminiamo da prioni-come diffusione del mutante Htt monitorando la ridistribuzione di citoplasmico Htt di selvaggio-tipo dallo stato normalmente diffusa, solubile a uno stato aggregato, una diretta conseguenza del contatto fisico con un mutante pre-formato Htt aggregazione “seme”. Conversione di selvaggio-tipo Htt dal mutante Htt possa essere confermati mediante biochimici o trasferire tecniche biofisiche che segnalano interazioni proteina-proteina, quali l’energia di risonanza di fluorescenza (FRET)^9,27,41 .

Soprattutto, possiamo anche accedere un gran numero di strumenti genetici in Drosophila per identificare geni e/o le vie che mediano del prion-come diffusione di aggregati proteici. Recentemente abbiamo utilizzato questo approccio per svelare un ruolo chiave per il recettore delle cellule superficiali dell’organismo saprofago,^42,Draper⁴³, nel trasferimento mutante Htt aggregati da un neurone assoni a vicina glia fagocitica in Drosophila centrale sistema nervoso (SNC)²⁷. Così, l’approccio e la formazione immagine-base genetica che descriviamo qui può rivelare importanti informazioni di base biologiche su un fenomeno malattia rilevanti in simple-to-use ma organismo modello potente, Drosophila.