JACS:人工细胞间合成级联跨膜通道开关活性的级联信号网络

Natt

2021-01-03

细胞-细胞通讯在生物活动中起着至关重要的作用，尤其是膜-蛋白质的相互作用意义深远。为了探索细胞间信号通路的潜在机制，人们探索了一整套人工系统。然而，其中许多是复杂和不可控的。

成果简介

鉴于此，湖南大学谭蔚泓院士、刘巧玲等人设计了一种人工信号转导系统，通过激活固定在巨膜囊泡（GMV）上的合成跨膜通道来控制环境离子的流入。

基于GMV的人工信号转导系统的设计与构建

整体过程

来自一个GMV群体（GMVB）的膜蛋白样刺激剂刺激另一个GMV群体（GMVA）上的受体释放ssDNA信使，从而激活合成跨膜通道，使离子能够流入。反过来，此事件会触发封装在GMVA原始细胞模型中的信号响应。

两个不同细胞组之间的信号转导

优势所在

该设计被证明对于使用两个不同的原始细胞群控制离子跨膜通道的运输是有效可行的。这种人工信号系统表明，由于DNA分子的准确性，可控制性和可编程性的优势，基于DNA纳米结构的元素的整合可以使研究人员精确地操纵信号转导系统，从而更好地控制高阶信号。

钙离子流入触发信号响应（响应器）

小结：

通过模拟自然的信号转导途径，这个新的原型为研究细胞间的通讯提供了一个可行的工具，扩展了生物信号系统，并探索了解决涉及材料科学、化学和医学的科学问题的有用平台。

参考文献：

Qiuxia Yang, et al., ACascade Signaling Network between Artificial Cells Switching Activity ofSynthetic Transmembrane Channels. Journal of the American Chemical SocietyArticle 2020.

DOI: 10.1021/jacs.0c09558

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.0c09558