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      細胞使用糖在分子水平上進行交流
      
			
      
				2019-03-02 10:32:17
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      人體由3千萬至4千萬個細胞組成，這是一個龐大而復雜的血細胞，神經元和構成器官和組織的特化細胞網絡。到目前為止，確定哪些機制控制它們之間的通信已經證明是細胞生物學領域的重大挑戰(zhàn)。由賓夕法尼亞大學化學系的Virgil Percec領導的研究，與大學的細胞和發(fā)育生物學和生物學系以及Temple和Aachen大學合作，提供了一種研究合成細胞的新工具。Percec和他的團隊通過觀察細胞結構如何決定其與其他細胞和蛋白質的交流和相互作用的能力，證明了他們方法的價值。他們發(fā)現(xiàn)糖分子在細胞通訊中起著關鍵作用，是細胞和蛋白質用來相互交流的“通道”。他們本周在“ 美國國家科學院院刊”上發(fā)表了他們的研究結果。
      

      細胞使用糖在分子水平上進行交流
      

      “最終，這項研究的目的是了解細胞膜的功能，”Percec說。“人們試圖了解人體細胞是如何發(fā)揮作用的，但這很難做到。細胞內的一切都像液體一樣，這使得用常規(guī)方法分析它很困難。”
      

      細胞生物學家歷來使用衍射來研究細胞。這包括將它們分開并拍攝各個部分(如蛋白質)的原子級圖片。然而，這種方法的問題在于它不允許整體研究細胞。更新的方法，如熒光顯微鏡，研究人員可以研究整個細胞，但這些工具很復雜，并沒有提供衍射可以提供的高分辨率視圖。
      

      使用工程合成細胞作為模型系統(tǒng)，主要作者，現(xiàn)在在亞琛的Percec小組成員Cesar Rodriguez-Emmenegger發(fā)現(xiàn)了一種使用原子力顯微鏡直接研究細胞膜的方法。這種方法產生極高分辨率的掃描，顯示小于納米級的形狀和結構，比人類頭發(fā)的寬度小近10,000倍。然后，Percec的小組建立了一個模型，用于計算結構圖像與細胞功能的關系。
      

      該研究是可以在整個合成細胞上進行衍射樣方法的第一個例子。使用這種新方法，Percec的研究小組發(fā)現(xiàn)，細胞膜表面較低濃度的糖導致其他細胞膜上蛋白質的反應性增加。
      

      Percec的目標之一是弄清楚如何控制細胞間通訊和細胞功能，這與他的小組正在進行的創(chuàng)造由人和細菌細胞部分組成的雜交細胞的工作有關。雖然他的研究小組自2010年以來一直在研究細胞膜模擬和工程系統(tǒng)，但正如Percec描述的那樣，這種類似衍射的新方法的發(fā)現(xiàn)是一次“幸運的意外”。
      

      “我們處理其他人認為沒有解決方案的問題。你不可能在一夜之間取得重大突破，”Percec說。“我們團隊中的所有這些人都很有天賦，并且擁有解決各種問題所需的機器，將故事融合在一起。”
      
			

			
        
      
			
      
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