細胞感知并響應體內(nèi)細胞微環(huán)境的機械特性。這些特性的變化發(fā)生在包括癌癥在內(nèi)的許多人類病理學中，可以引起細胞的異常反應。細胞如何適應機械微環(huán)境中的這種變化尚不清楚。
德克薩斯農(nóng)工大學的一組研究人員正致力于以獨特的方式了解細胞機械傳感——感知和響應微環(huán)境機械特性的能力。優(yōu)尼科生物醫(yī)學工程系、化學工程系和轉(zhuǎn)化醫(yī)學科學系教授 Tanmay Lele 博士與佛羅里達大學進化生物學家 Charles Baer 博士合作。他們一起使用實驗性細胞進化方法作為了解細胞對具有受控機械性能的生物材料的適應性的手段。
實驗由 Artie McFerrin 化學工程系的博士生 Purboja Purkayastha 和德克薩斯農(nóng)工大學生物醫(yī)學工程系的技術實驗室協(xié)調(diào)員 Kavya Pendyala 領導。
“在我們的工作之前，基本上不知道細胞是否會在受控的機械環(huán)境中進化，”樂樂說。“我們開始測試這種可能性。”
細胞是數(shù)億年進化的產(chǎn)物，它們對環(huán)境的反應——無論是化學的還是機械的——很可能是通過自然選擇過程進化而來的。眾所周知，化學約束會對細胞群施加選擇壓力，但之前從未研究過細胞環(huán)境的機械特性是否構(gòu)成自然選擇的重要因素。
許多類型的動物細胞在不同的機械環(huán)境中表現(xiàn)出“表型可塑性”-它們的外觀和功能不同。對于不同機械環(huán)境下細胞的可塑性，有兩種可能的解釋。首先，表型可能是最佳的，因此沒有更好的方法讓細胞在每種環(huán)境中發(fā)揮作用?；蛘撸伤苄钥赡苁且环N折衷，使得表型特征對于給定的機械環(huán)境是最佳的，但在其他機械環(huán)境中是次優(yōu)的。
該團隊的研究表明，細胞機械傳感實際上不是最佳的，而是一種權衡。該團隊將實驗性細胞進化對剛度受控的生物材料、基因組測序、模擬和基因表達分析相結(jié)合，表明細胞在來自受控機械剛度的生物材料的選擇壓力下進化。
該團隊的研究最近發(fā)表在《分子生物學與進化》雜志上。
樂樂說，實驗性細胞進化是一種更好地了解細胞機械傳感機制的好方法
標簽： 細胞機械
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