Membranladningssensor til at se reguleringen af ​​vores T -celler

UNSW -forskere med ARC Center of Excellence in Advanced Molecular Imaging har bygget en sensor til at måle membranladningen af ​​vores T -celler.

T -celler er "hjernen" i vores immunsystem, så det er ekstremt vigtigt at forstå, hvordan de fornemmer og reagerer på antigen.

Indtil nu vidste vi ikke, hvordan antigenbinding til T -celle -receptoren udløser et intracellulært aktiveringsrespons, eller hvorfor receptoren ikke signalerer, når den ikke er bundet til antigener.

Elektrostatiske interaktioner mellem proteiner (receptoren) og membranen spiller en central rolle her.

Nu, der er et værktøj til måling af elektrostatiske membraninteraktioner i celler.

Yuanqing (Alex) Ma, en ph.d. -studerende ved UNSW Scientia Professor og Imaging Center of Excellence Vicedirektør Katharina Gaus, var hovedforfatter på et papir i Naturbioteknologi .

Alex og teamet designede og byggede en Förster resonance energy transfer (FRET) sensor.

Alex sagde, at membranladningssensoren måler det elektriske potentiale ved den indre folder af celleplasmamembranen - en anden membranegenskab end transmembranpotentialet, der ofte er kendt inden for neurovidenskab.

"Vi har lavet et meget fedt værktøj ved hjælp af noget smart videnskab, der giver os mulighed for at måle og se, hvordan T -celler fungerer, " han sagde.

"Vores FRET -sensor kan måle små ladninger i levende celler. Og det lader os vide, hvordan membranmiljøet påvirker T -cellereceptoren, og hvorfor det signalerer eller ej.

Ideen om sensordesignet var faktisk ganske enkel, men at få idéen til handling var ikke ligetil, Sagde Alex.

"Der var en masse forsøg og fejl i at bygge sensoren og derefter endnu mere, da vi begyndte at teste sensoren, " han sagde.

"Når vi havde testet sensoren uden for cellen, vi måtte teste det inde i cellen - hvilket også var ret vanskeligt. Der er så mange uforudsigelige faktorer, der opstår i en celle, der ofte komplicerer vores fortolkning af resultaterne. Som resultat, der blev foretaget flere kontroller for at retfærdiggøre resultatet, hvilket var hårdt. "

Et andet værktøj, teamet udviklede for nylig, er en sensor, der ændrer farve, når T -celle -receptoren bliver samlet, rapporteret i journalen Naturkommunikation .

Denne sensor fungerer også i levende celler. Nu kan UNSW -forskere overvåge membranmiljøet med ladningssensoren, og dynamikken i receptoren med klyngesensoren.

"Disse sensorer giver os mulighed for at kortlægge membranladninger og receptordynamik i en celle over tid, som har øget vores evne til at forstå den biologiske funktion af membranladning i forskellige celleaktiviteter, "Sagde Alex.

"Dette var svært før på grund af mangel på værktøjer."

En af de ting, sensorerne har hjulpet forskerne med at forstå, er, hvordan membranlipidmiljøet påvirker strukturen af ​​T -cellereceptoren under et immunologisk respons.

Professor Gaus sagde, at de nu kan følge, hvordan T -celleaktivering reguleres.

"Før dette arbejde kunne vi kun gætte, hvorfor receptoren ikke signalerer i hvilende celler, " hun sagde.

"Disse sensorer var en tour de force af Alex - det var ikke let, for eksempel, at indstille sensoren til det område, hvor membranladninger tænder og slukker receptoren.

"Vi har det allerførste direkte bevis for, at elektrostatiske interaktioner regulerer T -celle receptorsignalering."

Teamet vil bruge værktøjerne fremstillet i laboratoriet på UNSW til bedre at forstå, hvordan T -cellesignalering begynder og reguleres.

"Vi ser frem til at få dem til at fungere og opdage, hvordan vores immunsystem udløser reaktioner nedstrøms, "Sagde professor Gaus.