免疫系统如何识别病原体 相互作用时间

由弗莱堡生物学家Wolfgang Schamel教授和Wilfried Weber教授领导的一个小组进行了一项实验，他们控制了特定蛋白质与T细胞(一种白细胞)相互作用的持续时间，从而显示了免疫系统区分自身和非自身分子。科学家们在eLife杂志上发表了他们的研究结果。

免疫系统的功能是区分身体自身的细胞和病原体。为了保护身体免受疾病侵害，它必须识别并攻击这些病原体而不损害其自身的细胞。T细胞是免疫系统的重要细胞类型，在该过程中起重要作用。通过它们的T细胞受体，它们不仅与非自身的病原体分子结合，而且与它们自身的非致病性分子结合。

究竟T细胞如何区分自身和非自身分子是免疫学的核心问题。自1995年以来，人们一直认为T细胞测量分子与受体相互作用的时间。如果分子长时间结合，则将其归类为病原体;如果它短暂地结合，那就是自我。由于尚无法通过实验控制结合的持续时间，因此这一假设至今既未被证实也未被驳斥。

生物工程是生物系统的构建，是Freiburg Signaling Research Clusters of Excellence BIOSS和CIBSS的主要研究领域。在目前的T细胞项目中，研究人员构建了一个混合系统，其中组合来自人类，植物，细菌和水母的成分，以便为系统配备所需的特性。通过这项工程专长，可以精确控制T细胞受体和合成配体的结合持续时间 - 在这种情况下是来自植物的发光蛋白 - 使用红光作为遥控器。光敏蛋白质作为分子开关的这种用途被称为光遗传学。科学家们利用光遗传高通量平台OptoRobot同时对大量样品进行了实验。从而，

如果研究人员使用光照条件，其中发光蛋白仅与T细胞受体短暂相互作用，则T细胞不会被激活。另一方面，在允许长时间相互作用的光照条件下，发生激活。Freiburg实验支持T细胞基于相互作用时间区分自身和非自身致病分子的理论。

来自弗莱堡大学的卓越集群BIOSS和CIBSS，德国癌症研究中心和海德堡大学，荷兰瓦赫宁根大学以及杜塞尔多夫海因里希海涅大学的研究人员参与了这项研究。他们的研究结果可以更好地理解T细胞如何区分自我和非自我，并可能有助于推进免疫治疗和免疫系统攻击自身组织的自身免疫治疗。新的光遗传学系统和机器人平台也可用于研究其他受体和蛋白质 - 蛋白质相互作用，并提供对其激活的独特见解。

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