在多細胞形成組織的時候,，細胞之間會進行交流從而做出決定：細胞將會形成什么樣的組織,。Notch信號系統(tǒng)使得血液中各種類型的細胞間進行直接的交流。近日,，來自加州大學洛杉磯分校癌癥中心的科學家首次揭示了細胞間相互反應產(chǎn)生的機械應力對于Notch信號系統(tǒng)的程序化至關重要,。
這項研究之前,，有研究推測基于Notch途徑的細胞間可以互相牽拉，打開并且激活Notch途徑,。如今科學家的這項研究于5月31日刊登在了國際著名雜志Developmental Cell上,。
研究者Weinmaster表示，他們的研究發(fā)現(xiàn)使用了一種光學的鑷子來測量細胞跳躍至Notch途徑時的機械應力,。通過生化及細胞生物學的分析,，研究者發(fā)現(xiàn)牽拉Notch可以運輸信息來構建特殊的細胞間效應。
在正常狀態(tài)下,，Notch被折疊了起來,，以一種未激活的形式存在；一旦暴露,，就會激活細胞間的信號傳遞,。配體細胞可以拉動Notch以引發(fā)細胞間的相互反應。研究者試圖獲得證據(jù),，證明配體細胞可以通過產(chǎn)生拉力來引發(fā)Notch細胞間進行反應,，完成信號傳遞。為了檢測這種拉力,，研究者用Notch的小珠子取代了Notch細胞,，這樣可以被鐳射光捕獲到而且可以接觸到配體細胞，研究者表示,，如果細胞可以產(chǎn)生機械力,，就可以取代這種小珠，進而就可以測得這種機械力,。
這項研究同時也清楚地闡明了細胞發(fā)生吞噬現(xiàn)象激活細胞的信號通路是Notch所特有的,。研究者Meloty-Kapella表示，我們的研究提供了強有力的證據(jù),，配體胞吞可以產(chǎn)生力量來牽拉Notch,，并且識別出了在激活細胞信號通路中胞吞作用的一個新的角色。配體胞吞是為了產(chǎn)生機械應力最終來激活Notch途徑,。未來研究者們計劃具體測定分離Notch途徑的機械力,，并且直觀地指示激活Notch途徑的機械力。（生物谷：T.Shen編譯）
doi:10.1016/j.devcel.2012.04.007
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PMID:
Optical Tweezers Studies on Notch: Single-Molecule Interaction Strength Is Independent of Ligand Endocytosis
Bhupinder Shergill, Laurence Meloty-Kapella, Abdiwahab A. Musse, Gerry Weinmaster, Elliot Botvinick
Notch signaling controls diverse cellular processes critical to development and disease. Cell surface ligands bind Notch on neighboring cells but require endocytosis to activate signaling. The role ligand endocytosis plays in Notch activation has not been established. Here we integrate optical tweezers with cell biological and biochemical methods to test the prevailing model that ligand endocytosis facilitates recycling to enhance ligand interactions with Notch necessary to trigger signaling. Specifically, single-molecule measurements indicate that interference of ligand endocytosis and/or recycling does not alter the force required to rupture bonds formed between cells expressing the Notch ligand Delta-like1 (Dll1) and laser-trapped Notch1 beads. Together, our analyses eliminate roles for ligand endocytosis and recycling in Dll1-Notch1 interactions and indicate that recycling indirectly affects signaling by regulating the accumulation of cell surface ligand. Importantly, our study demonstrates the utility of optical tweezers to test a role for ligand endocytosis in generating cell-mediated mechanical force.
