维也纳理工大学 使用“折纸”技术制作的分子筏
学分:维也纳理工大学 t细胞是我们免疫系统的重要组成部分:通过它们表面携带的受体，它们可以识别高度特异性的抗原
一旦检测到入侵者，就会触发免疫反应
当抗原被识别时，究竟会发生什么仍不清楚:引发免疫反应需要多少抗原，反应是否取决于它们的空间排列？ 这些效应发生在纳米范围内——分子的尺度，远低于普通显微镜所能看到的
要研究所有这些，需要微小的工具
因此，一种不寻常的方法在图维恩被使用:DNA分子以一种巧妙的方式被折叠，类似于折纸艺术
这样，不仅创造了双螺旋，而且创造了一个矩形的“分子筏”，它漂浮在细胞膜上，作为新的测量工具
研究结果现已发表在科学杂志《PNAS》上
人造细胞膜 “T细胞对其表面特定细胞呈现的抗原有反应
为了能够详细研究T细胞和抗原呈递细胞之间的相互作用，我们用人工细胞膜代替了抗原呈递细胞
这使我们能够自己控制抗原的数量和类型，”教授说
维恩大学应用物理研究所生物物理学家伊娃·塞维克
“有一些证据表明，抗原之间的空间距离在T细胞激活中起着重要作用，”约施卡·赫尔梅尔说，他在论文中对这个项目进行了研究
“然而，很难精确地研究这些效应:单个抗原之间的距离不是那么容易确定的
" 细胞膜不是一个固定的结构，每个分子都留在原地
细胞膜中的抗原可以自由移动，就像漂浮在水面上的充气塑料玩具一样
“因此，我们想建立一种方法来精确设定抗原之间的特定距离，然后研究T细胞的反应，”伊娃·塞夫西克解释说
DNA折纸 为了做到这一点，研究人员利用了一个重要的自然现象:脱氧核糖核酸，我们体内遗传信息的载体，由两条精确匹配的单链组成，在没有外部干预的情况下连接在一起形成脱氧核糖核酸双螺旋。
这一特性在DNA纳米技术中得到了利用:“通过巧妙设计仅在特定部分组装在一起的单链，你可以将几个双螺旋相互连接起来，从而创造出复杂的结构，”伊娃·塞夫西克解释道
“这项技术被称为脱氧核糖核酸折纸术——我们不是折叠纸张，而是折叠脱氧核糖核酸链
" 通过这种方式，研究小组建立了一个可以固定抗原的矩形DNA平台
这个脱氧核糖核酸矩形被放在人造薄膜上，它像木筏一样在那里移动
“这样我们就可以保证抗原不会任意地相互靠近，”约施卡·赫尔梅尔说
“即使这两个脱氧核糖核酸筏靠得很近，如果每个脱氧核糖核酸筏上只有一个抗原，抗原之间的距离仍然是最小的
“此外，有可能建造每一个都同时携带两种抗原的脱氧核糖核酸筏变体
这样就有可能研究T细胞对不同抗原间隔的反应
旧谜语解开了 使用这种策略，他们能够解释近年来在分子免疫学领域引起混乱的矛盾观察:有时，几个邻近的抗原似乎是激活T细胞所必需的，在其他情况下，一个就足够了
“借助于我们的脱氧核糖核酸折纸技术，我们能够阐明分子距离对T细胞活化的作用，”伊娃·塞维克说
对于天然存在的抗原，距离并不重要——它们“单独”起作用，因此在T细胞激活方面非常有效
然而，在研究中，通常使用人工T细胞激活剂来代替抗原，这些激活剂与T细胞受体结合特别强——在这种情况下，至少需要两个相邻的分子来激活T细胞
“这是一个重要的结果，”伊娃·塞维克说
“我们第一次能够证明这里有两种不同的机制，这将在未来的研究和用于治疗癌症的基于T细胞的免疫疗法的发展中发挥重要作用
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