重磅！科學家利用新型顯微鏡技術**觀察到了細胞電路

最近，一項刊登在國際雜志Science Signaling上的研究報告中，來自法蘭克福大學的研究人員通過研究利用一種新型的超分辨率的顯微鏡技術**成功觀測到了分子水平上的反應，文章中，研究者在新型超分辨率光學顯微鏡技術的幫助下觀察到了Toll樣受體分子（TLRs）如何扮演分子開關回路來控制細胞中信號的流動。

此外，研究者還觀察了二聚化過程如何幫助決定細胞的死亡和存活，以及對細胞免疫反應的調節；超顯微技術所能達到的細節水平并不足以在微小的可見蛋白二聚體中制造單一的信號分子，因此研究人員開發了一種復雜的分析方法來改善光學信號，基于這種方法，研究者放大了超分辨率下的圖像，并且檢測是否TLR4分子能夠作為一種單體或二聚體分子而存在，同時研究者還檢測了是否來自不同病原體的化學信號能夠調節受體模式。

研究者Darius Widera表示，利用這種新型技術，我們實現了**在分子水平下觀察特殊的TLR4分子如何進行二聚化作用，此前研究人員只是通過間接方法來觀察該過程，而新型技術則能讓科學家們更直觀地觀察該過程，此外該技術還能讓研究者們放大100倍來觀察TLRs分子的作用過程。

研究者表示，TLRs能通過形成二聚體分子來監督細胞的命運，通過開啟或關閉這樣的光學開關，就能夠發送信號來抵御有害細菌或病毒，本文研究中研究人員觀察到了來自不同病原體的化學信號如何促使機體通過TLR4產生不同的反應。人類機體中所有的細胞都能通過發送和接受化學信號來進行交流，而這些信號的識別則是通過細胞表面的受體分子來完成的，這些受體分子能夠扮演分子開關的角色，將來自細胞表面的信號轉化成為特殊的生物學反應。

此前研究人員通過研究發現，通過不同化學信號所誘發的TLR4的激活要么會誘導腦癌細胞的增殖，要么會誘發這些腫瘤細胞進行增值。最后研究者Mike Heilemann表示，可以想象得到，本文中我們所開發的超分辨率光學顯微鏡技術未來或能幫助我們更好地理解調節機體健康和患病狀態下免疫系統的基礎生物學過程，同時，該技術還能夠應用于其它膜蛋白，并幫助解決其它的類似問題。

原始出處：

Carmen L. Krüger, Marie-Theres Zeuner, Graeme S. Cottrell, et al. Quantitative single-molecule imaging of TLR4 reveals ligand-specific receptor dimerization. Sci. Signal. 31 Oct 2017, DOI: 10.1126/scisignal.aan1308