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自然能治愈自然吗?

希马诺维奇博士正在用蚕和蜘蛛修复脑细胞

新科学家

日期: 2017年3月26日
来源:
魏茨曼杂志第11卷

那些认为蠕虫和蜘蛛只是讨厌的人可以再想想。这不仅仅是因为它们能防止昆虫入侵。现在,它们可能有助于修复被帕金森氏症和阿尔茨海默氏症破坏的细胞。

魏茨曼研究所(Weizmann Institute)材料与界面部的新科学家乌里亚娜·希马诺维奇(Ulyana Shimanovich)博士对蛋白质形成的超细纤维非常着迷,从蚕纺出的坚韧、有弹性的纤维,到淀粉样蛋白纤维组成的粘性斑块,这些斑块会影响晚期阿尔茨海默氏症和帕金森症患者的大脑。事实上,她的研究可能会找到一种方法,用前者来解决后者。

传统上,淀粉样蛋白被认为是纯粹的“坏”,因为它们在大脑中形成有毒的斑块或束。然而,Shimanovich博士对淀粉样蛋白生物物理和生化特性的研究表明,它们可能具有积极的特性。她想弄清楚产生有用蛋白质原纤维和分解有害蛋白质原纤维的机制,以及如何将各种纳米级蛋白质原纤维(如淀粉样蛋白)的结构和功能联系起来,并控制它们的形成。

她认为,这样做将是朝着设计新的纳米级治疗剂迈出的重要一步,比如封装缓释药物的微反应器,或者具有抗菌特性的纳米纤维来抵抗感染。

用自然治愈自然

她的方法就是学习自然界中蛋白质的自然、“积极”性质,以弥补自然界的缺陷。她的来源是蛋白质——直接从活蚕和蜘蛛的丝腺中提取的丝。她利用这些纤维将病理性淀粉样蛋白转化为功能性生物材料,从而控制其自组装过程。通过这种方式,这种丝被用来治愈细胞,而不是使用可能对周围细胞造成有害影响的化合物,从而解决了药物治疗的关键挑战之一。

她说:“蚕丝是一种自然资源,从本质上讲,它为受损细胞提供了新的生命。”她的研究对诊断、靶向治疗方法的新化合物设计以及更广泛的材料科学都有影响。

希马诺维奇博士是魏茨曼研究所努力扩大其在纳米生物学和材料科学研究的一部分。这包括新的André Deloro大楼,它将在一个新的跨学科中心的庇护下容纳先进和智能材料的研究企业,这将利用研究所在这一新兴和重要领域的优势。它的意义是巨大的——包括荧光生物标签、药物和基因传递、蛋白质和病原体检测、探测DNA结构、肿瘤破坏和组织工程。

来自乌兹别克斯坦的超级科学家

Shimanovich博士出生于乌兹别克斯坦塔什干,20岁时移居以色列。她在巴伊兰大学(Bar-Ilan University)获得了药物化学学士学位,并在那里获得了化学硕士和博士学位。她在剑桥大学进行博士后研究,并于今年早些时候加入了该研究所。在她获得的众多奖项和荣誉中,包括美国-以色列教育基金会的富布赖特伊兰-拉蒙博士后奖学金和富布赖特奖学金,她为了接受剑桥奖学金而拒绝了这一奖学金。

Ulyana Shimanovich博士由Benoziyo科学促进基金,Peter和Patricia Gruber奖,Georges Lustgarten资助。

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