华盛顿大学 细胞表面设计的蛋白质阵列示意图
这种新的蛋白质物质与活细胞相互作用而不被它们吸收，并能影响细胞信号传导
它通过结合和隔离细胞表面受体来做到这一点
荣誉:伊恩·海顿，UW蛋白质设计医学研究所 一项新的研究表明，一种新的蛋白质物质与活细胞相互作用而不被它们吸收，这种物质会影响细胞信号传导
这种材料通过结合和隔离细胞表面受体来实现
这一发现可能会对干细胞研究产生深远的影响，并推动旨在调节生命系统行为的新材料的开发
这项研究发表在1月6日的《自然》杂志上，由华盛顿大学医学院的贝克实验室和美国剑桥医学研究委员会分子生物学实验室的德里夫实验室领导
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他们的论文题为“生物活性二元蛋白质二维材料的设计”
细胞通过其表面的受体与环境相互作用
这些受体可以与激素、神经递质、药物和毒素结合
当这些分子与受体结合时，会在细胞内引发反应，这一过程被称为信号传导
但是对于细胞来说，重要的是这种响应是短暂的，以后仍然对信号有响应
为了实现这一点，细胞通常会通过吸收激活的受体和刺激受体的分子来终止信号传递，从而靶向细胞内的破坏
“这种细胞内化受体的趋势可能会降低免疫疗法的效率，”分子生物学研究中心实验室助理教授伊曼纽尔·德里夫说
“事实上，当抗体药物与它们的目标受体结合，然后被内化和降解时，必须总是注射更多的抗体
" 为了找到解决这个问题的方法，贝克实验室博士后学者阿里埃勒·本·萨森设计了新的蛋白质，可以组装成大而扁平的碎片
这个分子支架然后被进一步设计成包含信号分子
德里夫实验室的研究生约瑟夫·沃森表明，这种蛋白质材料可以吸附在细胞上，激活表面受体，并在几小时甚至几天内抵抗被细胞吸收
“这项工作为合成细胞生物学铺平了道路，新一代多蛋白材料可以用来控制细胞的复杂行为，”UW医学院生物化学教授、UW蛋白质设计医学研究所所长大卫·贝克说
通过交换贴片靶向的细胞表面受体，研究人员表明不同类型的细胞可以被激活
“我们现在有了一个工具，可以以一种非常特殊的方式与任何类型的细胞互动，”本·萨森说
“这就是蛋白质工程令人兴奋的地方:它打开了人们可能没有想到的领域
" 根据合著者UW医学院生物化学教授、UW干细胞和再生医学医学医学研究所副主任汉内勒·鲁霍拉-贝克的说法，这些新材料的版本最终可以通过控制感染的炎症反应来帮助医生减轻脓毒症的危险
他们甚至可能启用全新的方法来治疗新冠肺炎病、心脏病和糖尿病，并可能减轻中风的下游影响，包括阿尔茨海默氏病
“这一突破有助于为合成细胞生物学在再生医学中的应用铺平道路，”鲁霍拉-贝克说
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