Активация рецептора Notch с помощью ДНК-оригами открывает новый механизм сигналинга

Исследователи из Каролинского института в Швеции использовали технику ДНК-оригами для демонстрации нового, ранее неизвестного способа активации важного клеточного рецептора Notch. Результаты открывают новые пути для понимания работы сигнального пути Notch и его роли в ряде серьёзных заболеваний. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Рецептор Notch имеет ключевое значение для широкого круга организмов и играет решающую роль во многих процессах, включая раннее эмбриональное развитие. Он регулирует дифференцировку стволовых клеток в различные типы клеток организма. Дефекты в этом сигнальном пути могут приводить к серьёзным заболеваниям, включая рак.

До сих пор преобладало мнение, что рецептор активируется чисто механически — за счёт «вытягивания» соседней клеткой, то есть сигналинг происходит только в результате прямого межклеточного контакта.

Однако исследователи показали, что активацию Notch можно также запускать «по требованию» с помощью белка Jag1. Учёные разместили этот белок на структуре, созданной методом ДНК-оригами, который позволяет строить наноразмерные структуры любой формы, используя ДНК в качестве строительного материала. В данном случае ДНК-структура была сформирована в виде наноразмерной палочки, способной доставлять белок к поверхности клетки.

«Эта техника позволяет нам размещать молекулы белка Jag1 на очень маленьких расстояниях друг от друга в различных паттернах, а затем подвергать эти паттерны воздействию стволовых клеток с рецепторами Notch», — поясняет профессор Бьёрн Хёгберг, руководивший исследованием вместе с Иоанной Смирлаки.

Результаты показывают, что рецептор Notch может активироваться в разной степени в зависимости от формы паттерна и локальной концентрации белка. Однако остаются вопросы о точном механизме этого сигналинга.

«Сейчас мы сотрудничаем с другими исследователями, чтобы проверить, будет ли этот метод работать in vivo, то есть на модели мыши, а не только в пробирках», — говорит Бьёрн Хёгберг. «Это фундаментальное исследование, но Notch — важный компонент в развитии нескольких заболеваний, включая одну из форм лейкемии и синдром Алажилля. Поэтому мы надеемся, что результаты также приведут к лучшему пониманию этих болезней».