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縮短的免疫系統受體是如何幫助調節細胞活性的
最近更新時間：2020-11-20
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來自麻省理工學院等機構的科學家們通過研究發現，長期以來被認為是不完整且沒有功能的縮短版的免疫相關蛋白受體，或能與細胞膜上的天然對應物相結合，其或許能指示新型藥物、療法和仿生身體部位的途徑。
盡管攜帶縮短結構的趨化因子受體此前被認為在生物學研究上并不重要，但研究者卻發現，兩種名為CXCR4和CXCR5的縮短版的受體或能與相應的配體結合，并在蛋白質功能的發揮上扮演關鍵角色。研究者Shuguang Zhang說道，關于短受體能識別其各自配體的意外發現或能幫助研究人員認識到生物學中一個新的調節系統，受體就好比我們拿著茶杯的手，而我們并不需要5個指頭來拿起茶杯，2個指頭就足夠了。
縮短的受體蛋白在其原始形式下是不溶于水的，同時其維持結構還需要洗滌劑，這就給研究人員帶來了一定困難，為了能夠避免使用洗滌劑，研究人員利用結構相似的親水性氨基酸替代了疏水性氨基酸，將受體蛋白轉化成了一種水溶性的形式，這一過程就能幫助研究人員在體外無需使用洗滌劑的情況下來研究趨化因子受體的生理學和功能特性，而且受體還會在體內被轉化成為一種非水溶性形式以便進行觀察。
重新轉化的縮短受體的原始突變形式不僅能在細胞膜上表達和定位，從而與其各自的配體相互作用，還能表現出全長受體的調節效應，從而就能阻斷其到達細胞表面，這一現象還需要后期更為深入的研究才能夠解釋，此外研究者還認為這一研究發現或有望幫助開發治療諸如癌癥等疾病的新型療法。研究者Zhang說道，癌細胞通常會出現細胞信號轉導過程的故障，在許多情況下，其會過度表達G蛋白偶聯受體，這就包括趨化因子受體CXCR4和CCR5，這種縮短但功能性的受體就能干預癌細胞的信號通路。
調節全長受體與細胞表面蛋白之間的相互作用或許就能潛在阻斷病毒的入侵，從而就能有效預防感染的發生。此外研究人員還開發出了水溶性的誘餌受體，其與原始受體的功能等同，能夠吸收配體并減少癌癥的轉移，研究者表示，縮短型受體的水溶性版本或許能提供豐富的納米成分材料用于仿生傳感器設備的開發，而與原生膜蛋白（幾乎不可能用于生產需要這種裝置需要幾公斤的納米材料）不同的是，小的水溶性蛋白可以更容易地進行化學合成。如果短受體和長受體一樣好用的話，研究人員就能利用化學合成的方法來制造納米材料，從而輕松擴大生產規模。這種小尺寸的縮短受體也能讓其在微尺度的特異性電子傳感器設備上進行工作。
研究人員對縮短但具有功能的CXCR4和CCR5的觀察中也提出了很多問題，比如生物體中存在的小功能性受體到底是什么？是否所有的DNA序列都能特異性地編碼非全長的受體，這一研究發現還提出了關于假基因（pseudogenes）的很多問題，假基因是一種被截斷的基因，研究人員并不清楚到底有多少這樣的假基因在細胞和有機體的蛋白質水平上被研究過。研究者認為，功能性縮短受體的發現或許重新提出了關于截斷基因的相關問題。
正如研究者在文中指出的那樣，一些意外發現往往會給科學研究帶來重大突破，比如microRNA的發現，其曾經一度被科學家們忽視，如今卻被*為基因調節過程中*的一部分，尤其是在高度進化的生物系統中。后期研究人員還將繼續深入研究闡明縮短型的免疫系統受體到底是如何幫助調節細胞活性的