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本報(bào)訊（記者溫才妃 通訊員吳江龍）日前，《自然—細(xì)胞生物學(xué)》在線發(fā)表了武漢大學(xué)高等研究院教授劉鄭課題組在生物物理交叉領(lǐng)域的最新研究成果。課題組設(shè)計(jì)出一種新型DNA結(jié)構(gòu)的熒光張力探針，并應(yīng)用于活細(xì)胞運(yùn)動(dòng)過程的機(jī)械力可視化研究。該技術(shù)有望成為研究腫瘤細(xì)胞遷移、免疫細(xì)胞識(shí)別和激活等機(jī)械力深度參與生命過程的重要工具。
電學(xué)、化學(xué)和力學(xué)是細(xì)胞內(nèi)最常見的三大信號(hào)系統(tǒng)，它們相互協(xié)調(diào)，共同維持著細(xì)胞的生命活動(dòng)。前兩者已被廣泛研究，而細(xì)胞的機(jī)械力信號(hào)傳遞過程因缺少有效的研究方法，人們對(duì)其認(rèn)識(shí)有限。實(shí)際上，細(xì)胞的生命過程不斷地受到擠壓、拉伸、彎曲和拉扯細(xì)胞外基質(zhì)等過程產(chǎn)生的機(jī)械力的調(diào)控。盡管細(xì)胞上每個(gè)受體傳遞的機(jī)械力小得令人難以置信——分布于幾公稱壓力到幾十公稱壓力范圍內(nèi)，但是這些機(jī)械力信號(hào)可以深刻影響胚胎發(fā)育、腫瘤遷移、免疫識(shí)別等多種過程。因此，在空間和時(shí)間上對(duì)細(xì)胞機(jī)械力進(jìn)行精準(zhǔn)表征，可以幫助人們深入認(rèn)識(shí)細(xì)胞如何利用微觀力學(xué)信號(hào)誘導(dǎo)和改變相關(guān)的生物化學(xué)信號(hào)。
該工作設(shè)計(jì)出一種新型DNA結(jié)構(gòu)的熒光張力探針，并應(yīng)用于活細(xì)胞運(yùn)動(dòng)過程的機(jī)械力可視化研究，具有力學(xué)量程寬、可逆、單分子靈敏度等優(yōu)勢，并可以用光來控制該探針的機(jī)械結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制細(xì)胞力的功能。通過對(duì)細(xì)胞遷移過程中整合素介導(dǎo)的機(jī)械力進(jìn)行研究，研究人員發(fā)現(xiàn)一類少量但傳遞更強(qiáng)機(jī)械力的整合素團(tuán)簇（力學(xué)熱點(diǎn)）在細(xì)胞運(yùn)動(dòng)過程中扮演著重要角色。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41556-021-00691-0
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