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DNA 종이접기를 사용하여 이전에 알려지지 않은 방식으로 중요한 세포 수용체가 어떻게 활성화될 수 있는지 보여줍니다.

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19년 2024월 XNUMX일

(나노 워크 뉴스) Karolinska Institutet의 연구원들은 중요한 세포 수용체가 이전에 알려지지 않은 방식으로 어떻게 활성화될 수 있는지 보여주기 위해 DNA를 원하는 구조로 접는 기술인 DNA 종이접기를 사용했습니다. 이번 결과는 Notch 신호 전달 경로가 어떻게 작동하는지, 그리고 이것이 여러 심각한 질병에 어떻게 관여하는지를 이해하기 위한 새로운 길을 열었습니다. 이 연구는 다음에서 출판되었습니다. 자연 통신 (“가용성 및 다가 Jag1 DNA 종이접기 나노패턴은 당기는 힘 없이 Notch를 활성화합니다”). 노치는 광범위한 유기체에 매우 중요하며 파리와 인간 모두의 초기 배아 발달을 포함하여 다양한 과정에서 중요한 역할을 하는 세포 수용체입니다. 노치는 줄기세포가 신체의 다양한 세포 유형으로 발달하는 것을 조절합니다. 이 신호 전달 경로의 결함은 암을 포함한 심각한 질병을 초래할 수 있습니다. 수용체의 기능에 대한 지배적인 견해는 지금까지 이웃 세포가 수용체를 잡아당겨 순전히 기계적으로 활성화된다는 것이었습니다. 즉, 신호 전달은 세포 간의 직접적인 의사소통의 결과로만 발생한다는 의미입니다.

건축자재로서의 DNA

그러나 Karolinska Institutet의 연구원들은 이제 Jag1이라는 단백질의 도움으로 '요구에 따라' Notch의 활성화가 달성될 수도 있다고 보고합니다. 연구자들은 소위 DNA 종이접기(DNA origami)로 생성된 DNA 구조에 단백질을 배치했는데, 이 기술은 DNA를 건축 자재로 사용하여 나노 규모에서 어떤 모양의 구조도 만들 수 있게 해줍니다. 이 경우 DNA 구조는 단백질을 세포 표면으로 운반할 수 있는 나노 크기의 막대로 성형되었습니다. "이것은 Jag1 단백질 분자를 서로 매우 작은 거리에 서로 다른 패턴으로 배치할 수 있게 해주는 기술이며, 그런 다음 이러한 패턴을 Notch 수용체가 있는 줄기 세포에 노출시켰습니다."라고 학과 교수인 Björn Högberg는 말합니다. 같은 부서의 KI 연구원 Ioanna Smyrlaki와 함께 연구를 주도한 Karolinska Institutet의 의료 생화학 및 생물 물리학.

여러 질병의 중요한 구성 요소

결과는 패턴의 모양과 단백질의 국소 농도에 따라 Notch 수용체가 다른 정도로 활성화될 수 있음을 보여줍니다. 그러나 이 신호가 정확히 어떻게 발생하는지에 대한 몇 가지 질문이 남아 있습니다. Björn Högberg는 “우리는 현재 이 방법이 시험관뿐만 아니라 마우스 모델에서도 생체 내에서도 작동할 수 있는지 확인하기 위해 다른 연구자들과 협력하고 있습니다.”라고 말했습니다. “이것은 기초 연구이지만 Notch는 백혈병의 한 형태와 발달 장애 Alagille 증후군을 포함한 여러 질병의 중요한 구성 요소입니다. 따라서 우리는 이번 결과가 이러한 질병에 대한 더 나은 이해로 이어지기를 바랍니다.”
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