当现有技术的分辨率不够时，如何分析分子结构?来自<s:1>塞尔多夫海因里希·海涅大学(HHU)物理、化学和医学领域的研究人员结合并进一步开发了各种显微和光谱技术，以检查细胞膜中对“程序性细胞死亡”很重要的蛋白质排列。在科学杂志上科学的进步,他们现在描述了导致细胞死亡的CD95受体的反应情况。

在生物细胞中，绝大多数功能结构由蛋白质分子组成。为了了解蛋白质的功能，必须知道它们的三维结构。同样重要的是记录它们的空间排列和它们之间以及与其他蛋白质在其直接和更广泛的环境中的动态相互作用，因为这些因素经常触发它们的功能。

获得这些信息是非常复杂的，这种测量在某种程度上是在技术上可能的极限。由于相关的蛋白质结构通常只有1到100纳米(nm;它们的大小只有十亿分之一米，用传统的光学显微镜是无法分辨的。先进的高分辨率技术，如2014年获得诺贝尔化学奖的“受激发射耗尽显微镜”(简称:STED显微镜)，本身也是不够的。

由Cornelia Monzel教授(实验医学物理研究所)和Claus A. M. Seidel教授(分子物理化学主席)领导的一个研究小组现在结合了各种技术，以了解细胞膜表面所谓的CD95受体的运作模式。目的是确定触发细胞信号所需的受体的完整分子排列和相互作用。

CD95受体对细胞至关重要:最终导致受控或程序性细胞死亡的信号——“细胞凋亡”——是通过这种蛋白启动的。该研究的两位通讯作者之一蒙泽尔教授说:“在日常生活中，这种信号传导途径导致我们不能通过确保现有细胞死亡和新细胞产生一样多来持续增长。它在许多其他过程中也起着重要作用，比如生物的发育、伤口愈合和癌症治疗。”

这种受体只有20纳米大小。Nina Bartels博士是该研究的两位主要作者之一，该研究现已发表在《科学进展》杂志上:“由于我们无法使用高分辨率技术直接清晰地解析这些微小结构，我们不得不进一步开发各种显微镜和光谱技术，并将它们结合起来。”

除了可以分辨40nm结构的STED显微镜外，德国的研究人员还进一步开发了F?rster共振能量转移(FRET)图像光谱和光漂白步骤分析。因此，他们可以测量膜上受体的数量、分布和相互作用，精确到几纳米。

该研究的第二主要作者Nicolaas van der Voort博士说:“从我们的测量中，我们能够建立一个清晰的模型，说明激活CD95受体所需的过程，从而控制细胞死亡。为了开启细胞死亡信号，细胞膜上只有15%的CD95受体需要两三个结合在另一个蛋白质周围，即所谓的CD95配体。”

该研究的另一位通讯作者Seidel教授指出了研究结果的更广泛的方面:“除了与受控细胞死亡激活有关的发现外，这项工作还描述了重要的显微镜和光谱学进展，这些进展可以转移到许多其他生物学和医学问题上。”