重磅！科學(xué)家利用新型顯微鏡技術(shù)**觀察到了細(xì)胞電路

最近，一項刊登在國際雜志Science Signaling上的研究報告中，來自法蘭克福大學(xué)的研究人員通過研究利用一種新型的超分辨率的顯微鏡技術(shù)**成功觀測到了分子水平上的反應(yīng)，文章中，研究者在新型超分辨率光學(xué)顯微鏡技術(shù)的幫助下觀察到了Toll樣受體分子（TLRs）如何扮演分子開關(guān)回路來控制細(xì)胞中信號的流動。

此外，研究者還觀察了二聚化過程如何幫助決定細(xì)胞的死亡和存活，以及對細(xì)胞免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)；超顯微技術(shù)所能達(dá)到的細(xì)節(jié)水平并不足以在微小的可見蛋白二聚體中制造單一的信號分子，因此研究人員開發(fā)了一種復(fù)雜的分析方法來改善光學(xué)信號，基于這種方法，研究者放大了超分辨率下的圖像，并且檢測是否TLR4分子能夠作為一種單體或二聚體分子而存在，同時研究者還檢測了是否來自不同病原體的化學(xué)信號能夠調(diào)節(jié)受體模式。

研究者Darius Widera表示，利用這種新型技術(shù)，我們實現(xiàn)了**在分子水平下觀察特殊的TLR4分子如何進(jìn)行二聚化作用，此前研究人員只是通過間接方法來觀察該過程，而新型技術(shù)則能讓科學(xué)家們更直觀地觀察該過程，此外該技術(shù)還能讓研究者們放大100倍來觀察TLRs分子的作用過程。

研究者表示，TLRs能通過形成二聚體分子來監(jiān)督細(xì)胞的命運，通過開啟或關(guān)閉這樣的光學(xué)開關(guān)，就能夠發(fā)送信號來抵御有害細(xì)菌或病毒，本文研究中研究人員觀察到了來自不同病原體的化學(xué)信號如何促使機(jī)體通過TLR4產(chǎn)生不同的反應(yīng)。人類機(jī)體中所有的細(xì)胞都能通過發(fā)送和接受化學(xué)信號來進(jìn)行交流，而這些信號的識別則是通過細(xì)胞表面的受體分子來完成的，這些受體分子能夠扮演分子開關(guān)的角色，將來自細(xì)胞表面的信號轉(zhuǎn)化成為特殊的生物學(xué)反應(yīng)。

此前研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，通過不同化學(xué)信號所誘發(fā)的TLR4的激活要么會誘導(dǎo)腦癌細(xì)胞的增殖，要么會誘發(fā)這些腫瘤細(xì)胞進(jìn)行增值。最后研究者M(jìn)ike Heilemann表示，可以想象得到，本文中我們所開發(fā)的超分辨率光學(xué)顯微鏡技術(shù)未來或能幫助我們更好地理解調(diào)節(jié)機(jī)體健康和患病狀態(tài)下免疫系統(tǒng)的基礎(chǔ)生物學(xué)過程，同時，該技術(shù)還能夠應(yīng)用于其它膜蛋白，并幫助解決其它的類似問題。

原始出處：

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