揭晓一种新型机械换能器
浦项科技大学生命科学系教授 Jiwon Jang 和博士生 Seungbok Yang 以及加州大学圣巴巴拉分校机械工程系博士 Mahdi Golkaram 发现了一种控制细胞如何响应机械信号的新型调节器。他们的研究成果于 5 月 3 日发表在细胞生物学领域的国际期刊《自然细胞生物学》的在线版上。
传统上,细胞生物学的许多研究都集中在了解细胞如何对化学信号(例如可扩散信号分子)作出反应。然而,细胞也会通过表达特定基因来对机械刺激(例如细胞密度、大小和基质硬度)作出反应。然而,机械调节器感知机械刺激的机制在很大程度上仍未得到探索。
在本研究中,研究人员利用人类胚胎干细胞(hESC)来探究细胞如何检测和响应机械信号。通过检查在不同细胞密度下培养的 hESC 的转录组,研究人员确定了一种名为“ETV4”的关键因子,它负责介导干细胞密度的变化并控制分化。
此外,该团队还破译了 ETV4 感知机械信号的复杂机制。最初,整合素受体1)识别细胞密度的变化,随后调节细胞表面受体(即成纤维细胞生长因子受体 (FGFR))的内吞作用。FGFR 内吞作用的机械调节通过 ERK 信号传导决定了 ETV4 的蛋白质稳定性。
在干细胞分化过程中,ETV4在细胞密度较低的区域起到指导中内胚层形成的作用,而在细胞密度较高的区域则促进神经外胚层发育。研究人员发现,一种新的机械传感器ETV4将细胞密度动态与干细胞分化联系起来。
领导这项研究的浦项科技大学教授 Jiwon Jang 表示:“我们发现了机械线索在调节干细胞分化方面的重要性,以及 ETV4 的关键作用。”他乐观地表示:“鉴于 ETV4 作为关键致癌基因的重大影响,我们设想利用这一见解来设计旨在通过机械线索控制癌细胞的技术。”
该项研究得到了韩国国家研究基金会生物医学技术发展计划、个人基础研究计划、团体研究与基础研究实验室计划以及智能专业化基础设施项目的支持。该项研究得到了韩国国家研究基金会生物医学技术发展计划、个人基础研究计划、团体研究与基础研究实验室计划以及智能专业化基础设施项目的支持。
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