Ebola-virus, Alzheimer amyloïde fibrillen, weefselcollageensteigers en cellulair cytoskelet zijn allemaal filamenteuze structuren die spontaan worden samengesteld uit individuele eiwitten.

Veel eiwitfilamenten zijn goed bestudeerd en worden al gebruikt in de regeneratieve geneeskunde, moleculaire elektronica en diagnostiek. Echter, het eigenlijke proces van hun assemblage - eiwitfibrillogenese - blijft grotendeels niet onthuld.

Een beter begrip van dit proces door directe observatie zal naar verwachting nieuwe toepassingen bieden in de biogeneeskunde en nanotechnologie en tegelijkertijd efficiënte oplossingen bieden voor de detectie van pathogenen en moleculaire therapie. De vorming van eiwitfilamenten is zeer dynamisch en vindt plaats in tijd- en lengteschalen die snelle metingen met nano-tot-micrometer-precisie vereisen. Hoewel veel methoden aan deze criteria kunnen voldoen, is het voorbehoud om in water en in realtime te meten. De uitdaging wordt nog verergerd door de noodzaak om een ​​homogeen geheel te hebben dat wordt gekenmerkt door uniforme groeisnelheden van filamenten van uniforme grootte.

Om deze uitdaging aan te gaan, een NPL-team bedacht een archetypisch fibrillogenesemodel op basis van een kunstmatig eiwit waarvan de assemblage in realtime werd geregistreerd met behulp van superresolutiemicroscopiebenaderingen. De bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Publishing Group's Wetenschappelijke rapporten .

Angelo Bella, Hoger onderzoekswetenschapper in de NPL's Biotechnology Group legt uit:"Door de assemblage van het begin tot de rijping continu in beeld te kunnen brengen, hebben we vastgesteld dat eiwitmonomeren aan beide uiteinden van groeiende filamenten met uniforme snelheden en op een zeer coöperatieve manier rekruteren."

De studie biedt een meetbasis voor het in realtime bestuderen van verschillende macromoleculaire assemblages en is veelbelovend voor het in situ ontwerpen van op maat gemaakte nano-naar-microschaalstructuren.