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Sci Signal:重磅!科学家利用新型显微镜技术首次观察到了细胞电路

来源:本站原创 2017-11-05 23:14

2017年11月6日 讯 /生物谷BIOON/ --最近,一项刊登在国际杂志Science Signaling上的研究报告中,来自法兰克福大学的研究人员通过研究利用一种新型的超分辨率的显微镜技术首次成功观测到了分子水平上的反应,文章中,研究者在新型超分辨率光学显微镜技术的帮助下观察到了Toll样受体分子(TLRs)如何扮演分子开关回路来控制细胞中信号的流动。

图片来源:news.mit.edu

此外,研究者还观察了二聚化过程如何帮助决定细胞的死亡和存活,以及对细胞免疫反应的调节;超显微技术所能达到的细节水平并不足以在微小的可见蛋白二聚体中制造单一的信号分子,因此研究人员开发了一种复杂的分析方法来改善光学信号,基于这种方法,研究者放大了超分辨率下的图像,并且检测是否TLR4分子能够作为一种单体或二聚体分子而存在,同时研究者还检测了是否来自不同病原体的化学信号能够调节受体模式。

研究者Darius Widera表示,利用这种新型技术,我们实现了首次在分子水平下观察特殊的TLR4分子如何进行二聚化作用,此前研究人员只是通过间接方法来观察该过程,而新型技术则能让科学家们更直观地观察该过程,此外该技术还能让研究者们放大100倍来观察TLRs分子的作用过程。

研究者表示,TLRs能通过形成二聚体分子来监督细胞的命运,通过开启或关闭这样的光学开关,就能够发送信号来抵御有害细菌或病毒,本文研究中研究人员观察到了来自不同病原体的化学信号如何促使机体通过TLR4产生不同的反应。人类机体中所有的细胞都能通过发送和接受化学信号来进行交流,而这些信号的识别则是通过细胞表面的受体分子来完成的,这些受体分子能够扮演分子开关的角色,将来自细胞表面的信号转化成为特殊的生物学反应。

此前研究人员通过研究发现,通过不同化学信号所诱发的TLR4的激活要么会诱导脑癌细胞的增殖,要么会诱发这些肿瘤细胞进行增值。最后研究者Mike Heilemann表示,可以想象得到,本文中我们所开发的超分辨率光学显微镜技术未来或能帮助我们更好地理解调节机体健康和患病状态下免疫系统的基础生物学过程,同时,该技术还能够应用于其它膜蛋白,并帮助解决其它的类似问题。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Carmen L. Krüger, Marie-Theres Zeuner, Graeme S. Cottrell, et al. Quantitative single-molecule imaging of TLR4 reveals ligand-specific receptor dimerization. Sci. Signal. 31 Oct 2017, DOI: 10.1126/scisignal.aan1308

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