细胞的“伸展架”
细胞的行为受其所处环境的控制。除了生物因素或化学物质,物理力量,如压力或张力也参与其中。来自卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和海德堡大学的研究人员开发了一种方法,使他们能够分析外力对单个细胞的影响。
在德国-日本大学联盟HeKKSaGOn的框架内,并与澳大利亚科学家合作,“3D物质定制”(3DMM2O)卓越集群的成员采取了一种特别巧妙的方法来解决这个问题。在生产细胞“拉伸架”时,他们使用了“直接激光书写”,这是一种由计算机控制的特殊3D打印过程新利18官方激光光束被聚焦成一种特殊的打印机油墨液体。它的分子只在暴露的区域发生反应,并在那里形成固体物质。其他部位都是液体,可以被冲走。来自KIT应用物理研究所的Marc Hippler是该出版物的主要作者,他解释说:“在我们的卓越集群中,这是一种用于构建微米级及以下三维结构的方法。”
在目前的情况下,研究人员使用了三种不同的打印机墨水:第一种墨水由蛋白质排斥材料制成,用于形成实际的微型支架。然后,利用第二种吸引蛋白质的墨水材料,他们制造出四根水平的木条,每根木条都连接到一个支架柱上。细胞被固定在这四根木条上。然而,真正引人注目的是第三种墨水:科学家们用它在支架内“打印”了一大块。如果他们加入一种特殊的液体,水凝胶就会膨胀。因此,它产生了一个足够的力来移动柱子和与它们一起的杆。反过来,这又会拉伸固定在杆上的细胞。
细胞抵消变形
科学家们将两种完全不同的细胞类型放置在他们的微拉伸架上:人骨肿瘤细胞和小鼠胚胎细胞。他们发现,这些细胞用运动蛋白抵消了外力,从而大大增加了它们的拉力。当外力消失后,细胞就会松弛,恢复到原来的状态。“这种行为令人印象深刻地证明了人们适应动态环境的能力。如果这些细胞不能恢复,它们就不能再履行它们原来的功能——例如伤口闭合,”KIT动物研究所的Martin Bastmeyer教授说。
研究小组进一步发现,一种名为NM2A(非肌肉肌球蛋白2A)的蛋白质在细胞对机械刺激的反应中起着决定性的作用:不能产生NM2A的基因修饰骨肿瘤细胞几乎无法抵消外部变形。
研究人员报告了他们的结果科学的进步.
来源:卡尔斯鲁厄理工学院