合成生物学家合成了SynNotch系统2024-03-20 09:24:00
细胞表面受体作为通信网络中不可或缺的一环，使细胞能够检测、处理和响应胞外微环境的信息。近年来，合成生物学家基于天然受体的物理部件与概念进行了合成受体的设计，使得细胞与细胞、细胞与胞外环境间信号的感知-响应过程可以被用户定制。其中，在天然系统中，Notch信号传导通路是决定细胞命运的重要通路之一，相邻细胞通过Notch受体传递信号可以调节细胞的分化、增殖和凋亡。基于Notch信号通路，合成生物学家合成了SynNotch系统，在该系统中，表达SynNotch受体的细胞识别呈递用户定义抗原的发送细胞，通过释放经工程改造的转录因子，诱导定制的转录调控。该合成的SynNorch系统，可以应用于类器官构建过程中，一方面作为细胞-细胞作用的报告基因在3D组织中监测细胞互作，另一方面可以定制特定的转录调控模式，诱导特定的形态发生因子及受体产生。目前，已经有研究通过体外构建带有SynNotch的小鼠多能干细胞系，在2D的细胞培养及3D的小鼠嵌合胚胎培养中，成功识别了细胞与细胞的相互作用，并通过SynNotch激活神经元分化因子Neurogenin1，当这些受体细胞与发送细胞接触时，两者之间形成的边界成功诱导了神经元分化。
在SynNotch系统的基础上，Lim团队构建了可以识别GFP并进行反应的工程化受体，并将编码这些受体的基因插入细胞，这些细胞与SynNotch系统结合后，构成了可识别扩散的信号分子的系统。基于该系统，可以在类器官构建过程中，实现用户定义的细胞的远程信号传导，识别可扩散的形态发生因子及相应的浓度梯度并进行响应，使得细胞转录调控及非对称性的形态发生在更为可控的条件下进行。
出自《类器官技术与合成生物学协同研究进展》作者陈子苓，向阳飞.
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