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縮短的免疫系統(tǒng)受體是如何幫助調(diào)節(jié)細(xì)胞活性的
最近更新時(shí)間：2020-11-20
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來(lái)自麻省理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是不完整且沒(méi)有功能的縮短版的免疫相關(guān)蛋白受體，或能與細(xì)胞膜上的天然對(duì)應(yīng)物相結(jié)合，其或許能指示新型藥物、療法和仿生身體部位的途徑。
盡管攜帶縮短結(jié)構(gòu)的趨化因子受體此前被認(rèn)為在生物學(xué)研究上并不重要，但研究者卻發(fā)現(xiàn)，兩種名為CXCR4和CXCR5的縮短版的受體或能與相應(yīng)的配體結(jié)合，并在蛋白質(zhì)功能的發(fā)揮上扮演關(guān)鍵角色。研究者Shuguang Zhang說(shuō)道，關(guān)于短受體能識(shí)別其各自配體的意外發(fā)現(xiàn)或能幫助研究人員認(rèn)識(shí)到生物學(xué)中一個(gè)新的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，受體就好比我們拿著茶杯的手，而我們并不需要5個(gè)指頭來(lái)拿起茶杯，2個(gè)指頭就足夠了。
縮短的受體蛋白在其原始形式下是不溶于水的，同時(shí)其維持結(jié)構(gòu)還需要洗滌劑，這就給研究人員帶來(lái)了一定困難，為了能夠避免使用洗滌劑，研究人員利用結(jié)構(gòu)相似的親水性氨基酸替代了疏水性氨基酸，將受體蛋白轉(zhuǎn)化成了一種水溶性的形式，這一過(guò)程就能幫助研究人員在體外無(wú)需使用洗滌劑的情況下來(lái)研究趨化因子受體的生理學(xué)和功能特性，而且受體還會(huì)在體內(nèi)被轉(zhuǎn)化成為一種非水溶性形式以便進(jìn)行觀察。
重新轉(zhuǎn)化的縮短受體的原始突變形式不僅能在細(xì)胞膜上表達(dá)和定位，從而與其各自的配體相互作用，還能表現(xiàn)出全長(zhǎng)受體的調(diào)節(jié)效應(yīng)，從而就能阻斷其到達(dá)細(xì)胞表面，這一現(xiàn)象還需要后期更為深入的研究才能夠解釋，此外研究者還認(rèn)為這一研究發(fā)現(xiàn)或有望幫助開(kāi)發(fā)治療諸如癌癥等疾病的新型療法。研究者Zhang說(shuō)道，癌細(xì)胞通常會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程的故障，在許多情況下，其會(huì)過(guò)度表達(dá)G蛋白偶聯(lián)受體，這就包括趨化因子受體CXCR4和CCR5，這種縮短但功能性的受體就能干預(yù)癌細(xì)胞的信號(hào)通路。
調(diào)節(jié)全長(zhǎng)受體與細(xì)胞表面蛋白之間的相互作用或許就能潛在阻斷病毒的入侵，從而就能有效預(yù)防感染的發(fā)生。此外研究人員還開(kāi)發(fā)出了水溶性的誘餌受體，其與原始受體的功能等同，能夠吸收配體并減少癌癥的轉(zhuǎn)移，研究者表示，縮短型受體的水溶性版本或許能提供豐富的納米成分材料用于仿生傳感器設(shè)備的開(kāi)發(fā)，而與原生膜蛋白（幾乎不可能用于生產(chǎn)需要這種裝置需要幾公斤的納米材料）不同的是，小的水溶性蛋白可以更容易地進(jìn)行化學(xué)合成。如果短受體和長(zhǎng)受體一樣好用的話，研究人員就能利用化學(xué)合成的方法來(lái)制造納米材料，從而輕松擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這種小尺寸的縮短受體也能讓其在微尺度的特異性電子傳感器設(shè)備上進(jìn)行工作。
研究人員對(duì)縮短但具有功能的CXCR4和CCR5的觀察中也提出了很多問(wèn)題，比如生物體中存在的小功能性受體到底是什么？是否所有的DNA序列都能特異性地編碼非全長(zhǎng)的受體，這一研究發(fā)現(xiàn)還提出了關(guān)于假基因（pseudogenes）的很多問(wèn)題，假基因是一種被截?cái)嗟幕?，研究人員并不清楚到底有多少這樣的假基因在細(xì)胞和有機(jī)體的蛋白質(zhì)水平上被研究過(guò)。研究者認(rèn)為，功能性縮短受體的發(fā)現(xiàn)或許重新提出了關(guān)于截?cái)嗷虻南嚓P(guān)問(wèn)題。
正如研究者在文中指出的那樣，一些意外發(fā)現(xiàn)往往會(huì)給科學(xué)研究帶來(lái)重大突破，比如microRNA的發(fā)現(xiàn)，其曾經(jīng)一度被科學(xué)家們忽視，如今卻被*為基因調(diào)節(jié)過(guò)程中*的一部分，尤其是在高度進(jìn)化的生物系統(tǒng)中。后期研究人員還將繼續(xù)深入研究闡明縮短型的免疫系統(tǒng)受體到底是如何幫助調(diào)節(jié)細(xì)胞活性的