段階的な細胞応答をプログラムするためのタンパク質二量体化の多重入力化学制御

タンパク質機能の翻訳後制御を行うための化学的および光遺伝学的方法は、細胞機能の調節および改変を可能にした。しかし、そうした方法の多くは、単一入力・単一出力の制御をもたらすのみである。プログラム可能な翻訳後の挙動の多様性を高めるため、我々は、承認済みの治療薬を含む複数の薬物の入力を一元化することができる単一レシーバータンパク質に基づくシステムを構築した。このシステムは、一連の改変リーダータンパク質を用いてレシーバータンパク質の可変的な二量体状態を生じることにより、薬物の入力を多様な出力に変換する。我々の単一レシーバータンパク質構造は、転写および哺乳類細胞のシグナル伝達の段階的で比例的な二重出力制御など、種々の細胞応答をプログラムするのに利用可能であることが示された。このツールを用いて、RacおよびRho GTPアーゼの競合的活性を調整し、細胞の形態を制御した。この汎用的なツールセットは、哺乳類細胞過程の翻訳後プログラムおよび細胞療法の設計を可能にすると考えられる。