Nature子刊意外發(fā)現(xiàn)：一種重要的細(xì)胞受體如何以一種以前未知的方式被激活

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2024-01-22 10:03:00【大中小】

摘要：卡羅林斯卡學(xué)院研究人員利用DNA折疊技術(shù)，展示了一種重要的細(xì)胞受體如何以一種以前未知的方式被激活。

卡羅林斯卡學(xué)院(Karolinska institute)的研究人員利用DNA折紙技術(shù)(一種將DNA折疊成所需結(jié)構(gòu)的技術(shù))，展示了一種重要的細(xì)胞受體如何以一種以前未知的方式被激活。這一結(jié)果為理解Notch信號通路如何工作以及它如何參與幾種嚴(yán)重疾病開辟了新的途徑。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

Notch是一種重要的細(xì)胞受體，在許多不同的過程中起著至關(guān)重要的作用，包括果蠅和人類的早期胚胎發(fā)育。Notch調(diào)節(jié)干細(xì)胞在體內(nèi)發(fā)育成不同類型的細(xì)胞。這種信號通路的缺陷可導(dǎo)致包括癌癥在內(nèi)的嚴(yán)重疾病。

圖1 可溶性多價(jià)Jag1DNA折疊納米模板在沒有外力作用下激活細(xì)胞受體Notch

到目前為止，關(guān)于受體功能的主流觀點(diǎn)是，它純粹是由鄰近細(xì)胞拉動(dòng)而機(jī)械激活的，這意味著信號只會(huì)在細(xì)胞間直接交流的情況下發(fā)生。

DNA作為建筑材料

然而，卡羅林斯卡學(xué)院的研究人員現(xiàn)在報(bào)告說，在一種名為Jag1的蛋白質(zhì)的幫助下，Notch的激活也可以“按需”實(shí)現(xiàn)。研究人員將這種蛋白質(zhì)放置在一個(gè)DNA結(jié)構(gòu)上，這種DNA結(jié)構(gòu)是由所謂的DNA折紙技術(shù)創(chuàng)造的，這種技術(shù)可以用DNA作為建筑材料，在納米尺度上構(gòu)建任何形狀的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，DNA結(jié)構(gòu)被塑造成納米大小的棒，可以攜帶蛋白質(zhì)到細(xì)胞表面。

卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)生物化學(xué)和生物物理系教授Björn Högberg說:“這項(xiàng)技術(shù)使我們能夠?qū)ag1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(xì)胞中。”他與同一系的KI研究員Ioanna Smyrlaki一起領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

圖2 Notch通路和實(shí)驗(yàn)原理示意圖

幾種疾病的重要組成部分結(jié)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(zhì)的局部濃度。然而，關(guān)于這種信號究竟是如何發(fā)生的，仍然存在幾個(gè)問題。

Björn Högberg說:“我們現(xiàn)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(nèi)也起作用，即在小鼠模型中，而不僅僅是在試管中。這是基礎(chǔ)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(fā)育障礙阿拉吉爾綜合征。因此，我們希望這些結(jié)果也能讓我們更好地了解這些疾病。”

這項(xiàng)研究主要由克努特和愛麗絲·瓦倫堡基金會(huì)、瑞典研究委員會(huì)和歐洲研究委員會(huì)(ERC)資助。沒有利益沖突的報(bào)道。

參考資料

[1] Soluble and multivalent Jag1 DNA origami nanopatterns activate Notch without pulling force