《eLife》时间问题

　　

Freiburg生物学家Wolfgang Schamel教授和Wilfried Weber教授领导的一个研究小组进行了一项实验，控制一种特定蛋白质与T细胞相互作用的持续时间，从而展现了免疫系统是如何区分自我分子和非自我分子的。这项研究结果发表在《eLife》杂志。

免疫系统的功能是区分人体自身的细胞和病原体。为了保护身体免受疾病的侵袭，它必须在不损害自身细胞的情况下识别并攻击这些病原体。T细胞是免疫系统中一种重要的细胞类型，在这一过程中起着核心作用。通过T细胞受体，它们不仅与非自身的病原体分子结合，而且与自身的非致病分子结合。

T细胞如何区分自身分子和非自身分子是免疫学的核心问题。自1995年以来，人们假设T细胞测量分子与受体相互作用的时间。如果一个分子长时间结合，它被归类为病原体；如果它短暂结合，它就是自我。因为目前还不能通过实验来控制结合的持续时间，这个假设直到现在都不能被证实或反驳。

生物工程，即生物系统的构建，是Freiburg卓越BIOSS信号研究产业集群和CIBSS的一个主要研究领域。在目前的T细胞项目中，研究人员构建了一个混合系统，将来自人类、植物、细菌和水母的成分结合在一起，以使系统具备所需的特性。通过这项工程壮举，我们可以精确地控制T细胞受体和合成配体的结合时间——在本例中是来自植物的光蛋白——使用红光作为远程控制。这种利用光敏蛋白作为分子开关的现象被称为光遗传学。利用OptoRobot这一光遗传高通量平台，科学家们同时对大量样品进行了实验。因此，他们得到了准确的结果，并得出了有意义的结论。

在光照条件下，如果光蛋白只与T细胞受体短暂相互作用，T细胞就不会被激活。相反，在允许长时间相互作用的光照条件下，激活发生。Freiburg实验支持T细胞根据相互作用时间区分自我和非自我、致病分子的理论。

来自弗莱堡大学、德国癌症研究中心和海德堡大学、荷兰瓦赫宁根大学和Heinrich Heine大学Düsseldorf分校、以及卓越BIOSS企业集群和CIBSS的研究人员参与了这项研究。他们的结果提供了一个更好的理解T细胞如何区分自我和非自我，并可能有助于推进免疫治疗和自身性免疫治疗。新的光遗传系统和机器人平台也可以用于研究其他受体和蛋白质相互作用，并提供对其激活的独特见解。

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原文检索：Optogenetic control shows that kinetic proofreading regulates the activity of the T cell receptor.

（生物通：伍松）