在患有神經變性疾病的患者大腦中，醫學研究者可以觀察到蛋白質沉積物，也稱為聚集體。許多年來，這些聚集體就被懷疑與神經細胞的死亡，以及與阿爾茨海默氏癥，帕金森病，或亨廷頓病等有關。由Mark Hipp和Ulrich Hartl所領導的Martinsried大學馬克斯·普朗克研究所從事生物化學研究的科學家們現在已經證明，蛋白質聚集體的位置嚴重影響著細胞的存活。雖然細胞核內的聚集體幾乎不影響細胞的功能，但細胞質內相同的蛋白質沉積物卻會干擾細胞核和細胞質之間重要的交通要道。這會阻礙蛋白質和RNA與細胞核之間的輸入和輸出。從長遠來看，這可能會導致受影響細胞的死亡和疾病的發生。這些研究成果現已發表在科學（Science）雜志上。
蛋白質由長鏈氨基酸組成，功能就像細胞內的小型機器。為了能夠實現其功能，蛋白質必須預先假設一個三維結構。在健康細胞中有大量的折疊助手和廣泛的質量控制機制。錯誤折疊的蛋白質要么被修復，要么被快速降解。如果這個步驟進行得不充分，或者根本沒有發生，那么蛋白質就會聚集在一起形成聚集體并損害細胞。
蛋白聚集體與許多神經變性疾病包括ALS，阿爾茨海默氏癥，帕金森病和亨廷頓氏癥有關。究竟蛋白質聚集體如何損傷細胞，這還是個未知數。在2013年，Martinsried大學的幾個研究小組形成了ToPAG團隊來解決這個問題，現在可以報告他們所取得的*次成功。在世界的蛋白質折疊專家Hartl教授的實驗室工作的科學家們已經表明，蛋白質聚集體的位置決定了神經細胞的命運。
和來自波鴻魯爾大學的Konstanze  Winklhofer和J?rg Tatzelt一道，研究人員在培養的細胞中人工合成了易聚集的蛋白質，以及亨廷頓氏病引起的亨廷頓蛋白突變體。這兩種類型的蛋白質聚積形成大量的蛋白質沉積物。“對我們是個大驚喜的是，細胞質中而不是核中的蛋白質會導致產生更多可溶解的并且毒性更強的聚集體”，在Ulrich Hartl團隊的小組組長和該研究的領導Mark Hipp說道。在細胞質中的蛋白沉積物阻斷了RNA的運輸，以及細胞核與細胞質之間的蛋白質的正確折疊。這看起來好像是聚集體的粘性表面可隔離重要的蛋白質并滅活它們。 “我們已經檢測到了聚集體內部的細胞運輸機器的多個部件，這將導致來自細胞的這些組分的缺失，就像一臺機器丟失了它的零件一樣，細胞就無法再正常地運轉”，研究的*作者Andreas Woerner解釋道。一旦所有的蛋白質和RNA的模板被阻斷在細胞核內，蛋白質的合成就無法繼續，細胞就會發生降解。尚不*清楚的是為什么核聚集體的危害較小，但研究人員有證據表明，核蛋白質NPM1在避免這些聚集體的產生中起著核心的作用。
“這項研究結果對我們研究人員和醫生來說都是一大進步”，Mark Hipp總結道。“只有當我們明白聚集體如何破壞細胞，我們才有可能在未來制定出相應的對策。”