Ein team um die Freiburger Biologen Prof. Dr. Wolfgang Schamel und Prof. Dr. Wilfried Weber führten ein experiment durch, in dem Sie kontrolliert die Dauer der Interaktion eines bestimmten proteins mit T-Zellen, eine Art von weißen Blutkörperchen, und zeigt damit, wie das Immunsystem unterscheidet zwischen selbst und nicht-selbst-Moleküle. Die Wissenschaftler publizierten Ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift eLife.
Die Funktion des Immunsystems ist die Unterscheidung zwischen körpereigenen Zellen und Krankheitserregern. Zu schützen den Körper vor Krankheit, muss er erkennen und diese angreifen Krankheitserreger ohne Beschädigung seine eigenen Zellen. T-Zellen sind ein wichtiger Zelltyp des Immunsystems, das eine zentrale Rolle in diesem Prozess. Über Ihren T-Zell-rezeptor, binden Sie sich nicht nur nicht selbst, krankheitserregende Moleküle, sondern auch Ihre eigenen, nicht-pathogene Moleküle.
Genau wie T-Zellen differenzieren zwischen selbst und nicht-selbst-Moleküle ist eine zentrale Frage in der Immunologie. Seit 1995, es wurde davon ausgegangen, dass die T-Zellen misst, wie lange das Molekül interagiert mit dem rezeptor. Wenn ein Molekül bindet sich für eine lange Zeit, es ist klassifiziert als ein pathogen; wenn es bindet, kurz, es ist das selbst. Weil es noch nicht möglich war, experimentell kontrollieren Sie die Dauer der Bindung, die diese Hypothese konnte bis jetzt weder bestätigt noch widerlegt.
Bio-Engineering, die Konstruktion von biologischen Systemen, ist ein wichtiges Forschungsfeld der Freiburger Melde Forschung Exzellenzcluster BIOSS und CIBSS. In der aktuellen T-Zell-Projekts, die Forscher konstruierten ein-hybrid-system in die Komponenten von Menschen, Pflanzen, Bakterien und Quallen sind zusammengefasst, um statten Sie das system mit den gewünschten Eigenschaften. Durch dieses Meisterstück der Technik, ist es möglich, genau zu Steuern die verbindliche Dauer der T-Zell-rezeptor und einem synthetischen Liganden-in diesem Fall ein photoprotein aus Pflanzen — mit red light als Fernbedienung. Diese Verwendung von lichtempfindlichen Proteinen, die als molekulare Schalter bekannt ist, wie die optogenetik. Mit der OptoRobot, eine optogenetische high-throughput-Plattform, die Wissenschaftler haben Experimente durchgeführt, die auf eine große Anzahl von Proben gleichzeitig. So, Sie erhalten genaue Ergebnisse und erstellt aussagekräftige Schlussfolgerungen für die Untersuchung.
Wenn die Forscher nutzen Licht Bedingungen, in denen das photoprotein interagiert nur kurz mit dem T-Zell-rezeptor der T-Zellen nicht aktiviert werden. In Lichtverhältnissen, die es ermöglichen, längere Interaktion, auf der anderen Seite, Aktivierung stattfindet. Die Freiburger Experimente unterstützt die Theorie, dass T-Zellen unterscheiden, selbst und nicht-selbst, krankheitserregende Moleküle, die auf der Grundlage der Interaktion Zeit.
Forscher vom Exzellenzcluster BIOSS und CIBSS der Universität Freiburg, das Deutsche Krebsforschungszentrum und der Universität Heidelberg, der Universität Wageningen in den Niederlanden und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf wurden in der Studie beteiligt. Ihre Ergebnisse liefern ein besseres Verständnis von, wie T-Zellen differenzieren zwischen selbst und nicht-selbst und kann helfen, vorab Immuntherapie und der Behandlung von Autoimmunerkrankungen, bei denen das Immunsystem greift das körpereigene Gewebe. Die neue optogenetische system-und Robotik-Plattform könnte auch angewendet werden, um zu untersuchen, sind andere Rezeptoren und protein-protein-Interaktionen, und bieten einzigartigen Einblick in Ihre Aktivierung.