科罗拉多大学博尔德分校 信用:Unsplash/CC0公共领域 身体组织从哪里获得力量？科罗拉多大学博尔德分校的新研究为这个长期未解的谜提供了重要的新线索，确定了称为钙粘蛋白的特殊蛋白质是如何联合起来使细胞粘在一起的
这项发表在本周《美国国家科学院院刊》上的发现，可能会带来更多类似生命的人造组织和抗肿瘤药物
“更好地理解这些蛋白质有助于设计更有效的工程组织，更好地模拟生物材料，以及更有效和更具靶向性的癌症治疗，”化学与生物工程系的主要作者和研究生康纳·汤普森说
例如:汤普森说，如果癌症治疗可以阻断这些钙粘蛋白的特定相互作用，它可能通过阻止或减缓肿瘤中新血管的形成来减缓肿瘤的生长
钙粘蛋白在我们的身体中很重要，因为它们促进神经、心脏、胎盘和皮肤组织中细胞的结合和粘附，帮助它们保持功能和形状
细胞膜上这些大的棒状蛋白质在细胞内外传递信息
在它们突出的地方，它们可以与来自同一细胞以及其他细胞的其他钙粘蛋白结合
这些蛋白质是40多年前首次发现的
但在此后的研究中，科学家们对这些蛋白质之间的单个键很弱的事实感到困惑
丹尼尔·K说:“关于将这些细胞和组织结合在一起的胶水，还有一些主要的问题没有回答。”
该论文的合著者施瓦茨和格伦·L
墨菲化学与生物工程特聘教授
“蛋白质之间似乎相当弱的相互作用和细胞在组织中非常强的粘在一起之间的理解存在差距
" 这项新研究有助于填补这一空白
研究发现，像Velcro一样，越多的碎片粘在一起，结合就越牢固，持续的时间也就越长
这种增强的强度不仅存在于同一细胞的蛋白质之间，而且存在于不同细胞的蛋白质之间——产生了比它们各自强度总和强30倍的结合
一旦结合开始，这些结合变得越来越强
显微镜检查的新方法 施瓦茨说，蛋白质是由非常有限的成分组成的
与引起COVID-19的病毒上发现的臭名昭著的“尖峰蛋白”不同，钙粘蛋白在液膜中四处移动，能够重新排列自己，并与其他蛋白结合形成簇和网格。
在汤普森以前关于钙粘蛋白的出版物中，他研究了这些蛋白质的运动以及它们如何在同一细胞膜上相互作用和结合
在这项新的研究中，他终于发现了它们是如何在不同的细胞膜之间如此牢固地结合在一起的
“这听起来像是一个小小的进步，但实际上是一个巨大的飞跃，这需要他开发全新的方法，”施瓦茨说
“这些方法本身可能会成为这项工作最大的影响
" 汤普森在生物前沿高级光学显微镜核心设施中使用单分子显微镜和福斯特共振能量转移(FRET)进行实验，开发了全新的方法来控制和研究钙粘蛋白的相互作用，并作为合作的多大学团队的一部分，使用新的机器学习算法分析大数据
有了这项技术，汤普森可以同时看到分子的运动以及它们何时会相互结合——这时就会发生颜色变化
利用大数据，研究人员可以观察成千上万个分子之间的相互作用
根据施瓦茨的说法，分子水平上的世界本质是一切都在不断碰撞其他一切，包括钙粘蛋白形成的键
汤普森说:“但当互动非常强烈时，它们会停留更长时间。”
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