Nature子刊意外發現：一種重要的細胞受體如何以一種以前未知的方式被激活
摘要：卡羅林斯卡學院研究人員利用DNA折疊技術，展示了一種重要的細胞受體如何以一種以前未知的方式被激活。
卡羅林斯卡學院(Karolinska institute)的研究人員利用DNA折紙技術(一種將DNA折疊成所需結構的技術)，展示了一種重要的細胞受體如何以一種以前未知的方式被激活。這一結果為理解Notch信號通路如何工作以及它如何參與幾種嚴重疾病開辟了新的途徑。這項研究發表在《自然通訊》雜志上。
Notch是一種重要的細胞受體，在許多不同的過程中起著至關重要的作用，包括果蠅和人類的早期胚胎發育。Notch調節干細胞在體內發育成不同類型的細胞。這種信號通路的缺陷可導致包括癌癥在內的嚴重疾病。
圖1 可溶性多價Jag1DNA折疊納米模板在沒有外力作用下激活細胞受體Notch
到目前為止，關于受體功能的主流觀點是，它純粹是由鄰近細胞拉動而機械激活的，這意味著信號只會在細胞間直接交流的情況下發生。
DNA作為建筑材料
然而，卡羅林斯卡學院的研究人員現在報告說，在一種名為Jag1的蛋白質的幫助下，Notch的激活也可以“按需”實現。研究人員將這種蛋白質放置在一個DNA結構上，這種DNA結構是由所謂的DNA折紙技術創造的，這種技術可以用DNA作為建筑材料，在納米尺度上構建任何形狀的結構。在這種情況下，DNA結構被塑造成納米大小的棒，可以攜帶蛋白質到細胞表面。
卡羅林斯卡醫學院醫學生物化學和生物物理系教授Björn Högberg說:“這項技術使我們能夠將Jag1蛋白分子以不同的模式放置在彼此之間非常小的距離上，然后我們將這些模式暴露在具有Notch受體的干細胞中。”他與同一系的KI研究員Ioanna Smyrlaki一起領導了這項研究。
圖2 Notch通路和實驗原理示意圖
幾種疾病的重要組成部分 結果表明，Notch受體可以被不同程度地激活，這取決于圖案的形狀和蛋白質的局部濃度。然而，關于這種信號究竟是如何發生的，仍然存在幾個問題。
Björn Högberg說:“我們現在正在與其他研究人員合作，看看我們是否能讓這種方法在體內也起作用，即在小鼠模型中，而不僅僅是在試管中。這是基礎研究，但Notch是幾種疾病的重要組成部分，包括一種白血病和發育障礙阿拉吉爾綜合征。因此，我們希望這些結果也能讓我們更好地了解這些疾病。”
這項研究主要由克努特和愛麗絲·瓦倫堡基金會、瑞典研究委員會和歐洲研究委員會(ERC)資助。沒有利益沖突的報道。
參考資料
[1] Soluble and multivalent Jag1 DNA origami nanopatterns activate Notch without pulling force
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