A hipótese do príon afirma que o agente infeccioso responsável para as encefalopatias espongiformes transmissíveis (por exemplo, doença de Creutzfeldt – Jakob nos seres humanos, o tremor epizoótico dos ovinos, doença desperdiçando crônica em cervos e alces e “doença da vaca louca” em bovinos ) é unicamente composto de proteína e desprovidos de ácidos nucleicos¹. Em doenças de príon, a proteína príon celular (PrP^C) pressupõe uma dobra não-nativas, estável (PrP^Sc) que é altamente beta folha-rico e pode propagar self convertendo e recrutamento monomérico PrP^C moléculas em amiloide estável agregados. PrP^Sc agregados usam esse mecanismo de auto-replicação para espalhar entre diferentes células em um organismo e mesmo entre organismos individuais².

Enrolamento de proteínas e agregação é também uma característica central da maioria das doenças neurodegenerativas (a doença de Alzheimer (AD), a doença de Parkinson (PD), a doença de Huntington (HD) e esclerose lateral amiotrófica (ela))³. Formação das assembleias intra ou extra cellular agregados da proteína nestas doenças está intimamente associada com a citotoxicidade⁴ e progride ao longo de caminhos altamente reprodutíveis e doenças específicas, através do cérebro ao longo do tempo^{5, 6}. estes padrões de propagação sugerem que agregados patogénicos associados a esses transtornos tem príon-como propriedades. Forte apoio agora existe para transmissão de príons, como dos agregados associados AD, PD, HD e ALS – espalham de célula para célula e modelo a mudança conformacional monomérico formas da mesma proteína em células anteriormente afetado^{7, 8}.

A maioria dos estudos investigando o prião, como propagação de agregados de proteínas até à data têm sido realizada usando modelos de cultura de células de mamíferos, onde agregados transferir para o citoplasma das células ingênuo do espaço extracelular ou de outra célula citoplasma^{9,10,11,12,13,14,15}, ou pela injeção de material agregado contendo em cérebro de rato e monitoramento agregar aparência fora a injeção local^{16,17,18,19,20,21,22, 23}. mais recentemente, os animais transgénicos têm sido utilizados para demonstrar que agregados intracelulares se espalhar para outras células no cérebro intacto^{24,25,26,27, 28,29,30}. Aqui, descrevemos um método para a visualização directa de transferência agregada entre células individuais do cérebro intacto de Drosophila melanogaster. Drosófila modelos de HD/polyglutamine (polyQ) doenças foram desenvolvidos primeiramente há quase duas décadas de^31,32 e forneceram muitos insights inestimáveis sobre os mecanismos patogénicos subjacentes a estes distúrbios ³³. HD é uma desordem neurodegenerativa hereditária causada por uma mutação autossômica dominante no gene que códigos para a proteína huntingtina (Htt)³⁴. Esta mutação resulta na expansão de um trecho de polyQ perto N-terminal do Htt, além de um limite de patogenicidade de ~ 37 glutaminas, fazendo com que a proteína misfold e agregado^35,36. Proteínas de Htt do selvagem-tipo contendo < 37 glutaminas neste estiramento alcançar seu aprisco nativo, mas pode ser induzidas a agregada ao contacto físico directo com um Htt agregada "semente"^12,,^27,37. Exploramos este homotypic, nucleada agregação do selvagem-tipo Htt como uma leitura para transferência de príon-como e citoplasmática entrada dos mutantes Htt agregados originários de outras células.

Determinar os mecanismos pelos quais agregados de príon-como viagens entre células podem levar à identificação de novos alvos terapêuticos para doenças neurodegenerativas incuráveis. Levamos vantagem do ciclo de vida rápido, facilidade de uso e rastreabilidade genética da Drosophila melanogaster para definir mecanismos moleculares para propagação de célula para célula do mutant Htt agregados. Nossa estratégia experimental emprega dois sistemas de expressão binário disponíveis em Drosophila, o bem-estabelecida Gal4 específicas upstream ativando sequência (Gal4-UAS) sistema³⁸ e o recentemente desenvolvido QF-QUAS sistema³⁹. Estes dois sistemas independentes de acoplamento permite restringir a expressão dos mutantes e selvagem-tipo Htt transgenes para populações de células distintas dentro da mesma voar⁴⁰. Usando essa abordagem, nós examinamos príon como difusão do mutant Htt, monitorando a redistribuição de citoplasmática Htt selvagem-tipo de estado solúvel, normalmente difuso a um estado de agregados, uma consequência direta do contato físico com um mutante pré-formado Htt agregado “semente”. Conversão de tipo selvagem Htt por mutant Htt pode ser confirmado usando bioquímicas ou transferência de técnicas biofísicas que relatam as interações da proteína-proteína, tais como energia de ressonância de fluorescência (FRET)^9,,^27,41 .

Importante, também podemos acessar um grande número de ferramentas genéticas em Drosophila para identificar genes e/ou caminhos que medeiam príon como propagação de agregados de proteínas. Temos recentemente usado essa abordagem para desvendar um papel-chave para o receptor de superfície ao tesouro de célula,^42,Draper⁴³, na transferência de mutante Htt agregados de axônios neuronais para glia fagocítica nas proximidades em Drosophila central sistema nervoso (SNC)²⁷. Assim, a abordagem genética e imagem latente-baseada que descrevemos aqui pode revelar importantes informações biológicas básicas sobre um fenômeno doença relevantes no simples de usar mas organismo modelo poderoso, Drosophila.