蛋白质电路采取了一步细胞间的沟通
通过合成生物学,科学家可以添加新功能细胞,如生产新材料的能力或检测和反应在特定疾病的方法。
虽然应用程序是令人兴奋的,患有一些低效——其中一个斯坦福大学的化学工程师小菁Ga正在努力避免的。
多年来,科学家们已经知道如何通过基因工程师这些新的能力在细胞电路——合成基因网络,所以他们可以集成到细胞特定触发器和交付所需的响应。但作为这个过程的一部分,基因在基因电路必须首先被翻译成蛋白质,以回应。
更快的选择是“蛋白质电路”,削减了中间人通过蛋白质本身的电路,Gao说。但这也有一个很大的缺点:细胞内蛋白的电路操作完全,而大多数的生物过程需要在细胞彼此沟通。
现在,高蛋白质和一组研究人员已经电路更近了一步细胞间的沟通。一篇论文中2月17日发表在自然通讯,研究人员描述他们开发一个新的平台,使电路释放的蛋白质从细胞或显示他们在细胞表面。,研究人员希望,细胞能够应对这些蛋白质。亚历山大Vlahos说,影响博士后学者在化学工程和论文的主要作者,将是“你可以工程师一个很小的子集的细胞可以影响其他细胞。”
一个新进程
Vlahos说这个新过程模拟自然细胞功能的方式。每个细胞都有正常电路中蛋白质接收信息,然后传递到下一个蛋白质所以,反过来,可以修改路径中的下一个蛋白质。自然地进行这些修改的一个方法是用蛋白酶,酶切蛋白质在特定网站,从而激活或去活化过程。合成蛋白质的电路操作几乎以相同的方式添加新功能的细胞,但他们可以这样做暗地里,没有相互作用与细胞的正常功能。
新平台还模拟细胞通常相互沟通的方式。许多细胞使用蛋白质分泌或显示他们交流这邻近的细胞可以感觉到这些蛋白质和回应。平台,称为释放,或保留内质的劈得开的分泌,增加分泌能力和显示蛋白质蛋白质电路,扩展这些电路能做什么。说:“我们不重新发明轮子多辆。
在某种意义上,细胞就像一个拥挤的城市,数以百万计的蛋白质疾走到目的地。蛋白质通常知道他们需要去感谢的帮助短标签告诉他们去的地方。在释放,多和高利用这些标记,将其中一个附加到他们想要的蛋白质分泌。这个特定的标签使细胞内蛋白的隔离,但它可以被特定的蛋白酶。当这种蛋白酶添加到细胞的蛋白质电路,它降低了标签在两个,释放或“RELEASE-ing”蛋白质,使其分泌。
“电路作为医疗”
他们的工作是攻击癌症的一个潜在的应用程序是由突变引起的蛋白质很难用传统药物目标。这些癌症,多高,这篇论文的主要作者,设想一个“电路作为医学”的方法,其中的一个子集细胞携带电路将突变体蛋白和反应在两个方面:杀死突变细胞,还分泌蛋白质激活免疫反应对癌症。
蛋白质电路和发布步骤1和2实现“电路作为医学”的方法。其他步骤将开发更多的平台允许蛋白质电路完全参与细胞间的沟通在未来。这些包括增加传感器,将使工程细胞应对环境的变化和调查邻近细胞如何应对的蛋白质分泌的电路。
多,再生医学的背景是,下一步是继续优化发布和使用所有细胞蛋白质电路创造更好的可编程的优点,可以部署在再生医学和细胞疗法。“小菁,我开发版本的最终目标:努力可编程的细胞,可以与其他的事情。从根本上大局。”
参考:多辆AE Kang J, Aldrete CA, et al . Protease-controlled分泌和细胞间信号的显示。Nat审稿。2022;13 (1):912。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 28623 - y。
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