在多细胞形成组织的时候，细胞之间会进行交流从而做出决定：细胞将会形成什么样的组织。Notch信号系统使得血液中各种类型的细胞间进行直接的交流。近日，来自加州大学洛杉矶分校癌症中心的科学家首次揭示了细胞间相互反应产生的机械应力对于Notch信号系统的程序化至关重要。
这项研究之前，有研究推测基于Notch途径的细胞间可以互相牵拉，打开并且激活Notch途径。如今科学家的这项研究于5月31日刊登在了国际著名杂志Developmental Cell上。
研究者Weinmaster表示，他们的研究发现使用了一种光学的镊子来测量细胞跳跃至Notch途径时的机械应力。通过生化及细胞生物学的分析，研究者发现牵拉Notch可以运输信息来构建特殊的细胞间效应。
在正常状态下，Notch被折叠了起来，以一种未激活的形式存在；一旦暴露，就会激活细胞间的信号传递。配体细胞可以拉动Notch以引发细胞间的相互反应。研究者试图获得证据，证明配体细胞可以通过产生拉力来引发Notch细胞间进行反应，完成信号传递。为了检测这种拉力，研究者用Notch的小珠子取代了Notch细胞，这样可以被镭射光捕获到而且可以接触到配体细胞，研究者表示，如果细胞可以产生机械力，就可以取代这种小珠，进而就可以测得这种机械力。
这项研究同时也清楚地阐明了细胞发生吞噬现象激活细胞的信号通路是Notch所特有的。研究者Meloty-Kapella表示，我们的研究提供了强有力的证据，配体胞吞可以产生力量来牵拉Notch，并且识别出了在激活细胞信号通路中胞吞作用的一个新的角色。配体胞吞是为了产生机械应力最终来激活Notch途径。未来研究者们计划具体测定分离Notch途径的机械力，并且直观地指示激活Notch途径的机械力。（生物谷：T.Shen编译）
doi:10.1016/j.devcel.2012.04.007
PMC:
PMID:
Optical Tweezers Studies on Notch: Single-Molecule Interaction Strength Is Independent of Ligand Endocytosis
Bhupinder Shergill, Laurence Meloty-Kapella, Abdiwahab A. Musse, Gerry Weinmaster, Elliot Botvinick
Notch signaling controls diverse cellular processes critical to development and disease. Cell surface ligands bind Notch on neighboring cells but require endocytosis to activate signaling. The role ligand endocytosis plays in Notch activation has not been established. Here we integrate optical tweezers with cell biological and biochemical methods to test the prevailing model that ligand endocytosis facilitates recycling to enhance ligand interactions with Notch necessary to trigger signaling. Specifically, single-molecule measurements indicate that interference of ligand endocytosis and/or recycling does not alter the force required to rupture bonds formed between cells expressing the Notch ligand Delta-like1 (Dll1) and laser-trapped Notch1 beads. Together, our analyses eliminate roles for ligand endocytosis and recycling in Dll1-Notch1 interactions and indicate that recycling indirectly affects signaling by regulating the accumulation of cell surface ligand. Importantly, our study demonstrates the utility of optical tweezers to test a role for ligand endocytosis in generating cell-mediated mechanical force.
