无信号的信号转导：受体簇可以指导细胞运动

无论我们闻到、尝到或看到什么，或者肾上腺素在我们的静脉中快速流动时，所有这些信号都是通过一组称为G蛋白偶联受体的受体蛋白被我们的细胞接收的，这些受体蛋白将信号传递到细胞内。生物化学家现在已经发现，这种受体即使在没有外部刺激的情况下也能产生信号：对于某些受体来说，集群显然已经足够了。

　　

我们的身体由100万亿个细胞组成，这些细胞相互交流，接收来自外部世界的信号并对它们作出反应。在这个通讯网络中，一个中心的角色是被称为受体的受体蛋白，它锚定在细胞膜上。在那里，它们接收信号并将信号传输到细胞内部，在那里触发细胞反应。

在人类中，G蛋白偶联受体（GPC受体）是这些受体分子中最大的一组，大约有700种不同类型。法兰克福和莱比锡科学家的研究主要集中在一种GPC受体上，它是细胞中神经肽Y的受体，因此被称为Y2受体。神经肽Y是一种信使物质，主要介导神经细胞之间的信号，这就是为什么Y2受体主要存在于神经细胞中，并在其他活动中触发新细胞连接的形成。

在实验室，研究人员设计了约300个细胞，在它们的表面上有1000个Y2受体，并生长在特殊开发的感光基质上。每一个Y2受体都有一个小分子的“标记”。一旦科学家们用一束激光在细胞表面制造出一个光点，这个光点下的Y2受体就通过分子标记被捕获到暴露的基质上，从而使Y2受体紧密地结合在一起，形成一个称为簇的组装体。整个反应可以在几秒钟内立即在确定的地点观察到。

法兰克福歌德大学生物化学研究所的罗伯特·坦普教授解释说：“这个实验的偶然性在于，受体的聚集触发了一个类似于神经肽Y的信号通过聚类，我们能够触发细胞运动作为细胞的反应。激光点甚至可以让我们控制细胞运动的方向，“由于使用的光敏锁和钥匙对与受体相比非常小，因此可以使用激光点高精度地控制细胞膜中受体的组织。”因此，这种非侵入性方法特别适合于研究活细胞中受体聚集的影响我们的方法可以用来研究令人兴奋的科学问题，例如受体是如何在网络中组织起来的，以及大脑中新的电路是如何形成的。”

Journal Reference:

1. M. Florencia Sánchez, Sylvia Els-Heindl, Annette G. Beck-Sickinger, Ralph Wieneke, Robert Tampé. Photo-induced receptor confinement drives ligand-independent GPCR signaling. Science, 2021; eabb7657 DOI: 10.1126/science.abb7657

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Goethe University Frankfurt. "Signal transduction without signal: Receptor clusters can direct cell movement: Clustering of receptors can have the same effect as binding a signaling molecule -- receptor clusters can direct cell movement." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 February 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225190945.htm>.

Goethe University Frankfurt. (2021, February 25). Signal transduction without signal: Receptor clusters can direct cell movement: Clustering of receptors can have the same effect as binding a signaling molecule -- receptor clusters can direct cell movement. ScienceDaily. Retrieved February 28, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225190945.htm

Goethe University Frankfurt. "Signal transduction without signal: Receptor clusters can direct cell movement: Clustering of receptors can have the same effect as binding a signaling molecule -- receptor clusters can direct cell movement." ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225190945.htm (accessed February 28, 2021).