La medición de la tensión mecánica a través de la vinculina revela la regulación de la dinámica de la adhesión focal

Área de la Ciencia:

• Mecanobiología Celular Mecanobiología celular.
• La biofísica molecular es la biofísica molecular.
• La bioquímica es la bioquímica.

Sus antecedentes:

• Las fuerzas mecánicas son cruciales para los procesos celulares, pero comprender la transmisión de fuerza subcelular sigue siendo un desafío.
• La transmisión de fuerza dentro de las estructuras celulares es vital para desentrañar los mecanismos moleculares en el desarrollo, la fisiología y la patología.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un nuevo biosensor para medir las fuerzas de nivel piconewton (pN) a través de proteínas celulares específicas.
• Investigar el papel y la regulación de la transmisión de fuerza a través de la vinculina en las adherencias focales (FA).

Principales métodos:

• Desarrollo de un biosensor calibrado con sensibilidad piconewton (pN).
• Aplicación de la espectroscopia de fuerza de fluorescencia de una sola molécula para medir las fuerzas a través de la vinculina.
• Análisis del papel de la vinculina en el ensamblaje de la adhesión focal, la estabilidad y la dinámica.

Principales resultados:

• Desarrolló un biosensor capaz de medir fuerzas a través de proteínas con sensibilidad piconewton (pN).
• Se ha demostrado que la tensión a través de la vinculina en adherencias focales estables es de aproximadamente 2,5 pN.
• Demostró que el reclutamiento de vinculina a las adherencias focales y la transmisión de la fuerza son procesos regulados de forma independiente.
• Se encontró que la tensión más alta a través de la vinculina se correlaciona con el ensamblaje y la ampliación de la adhesión focal.
• Se observó una baja fuerza a través de la vinculina en el desmontaje o deslizamiento de las adherencias focales en el borde final de las células migratorias.
• Se confirmó el requisito de la vinculina para estabilizar las adherencias bajo fuerza.

Conclusiones:

• La estabilización de la adhesión focal bajo fuerza mecánica requiere tanto el reclutamiento de vinculina como la transmisión de fuerza.
• El reclutamiento de vinculina y la transmisión de la fuerza a través de la vinculina se pueden controlar de forma independiente.
• El biosensor desarrollado proporciona una nueva herramienta para sondear las fuerzas a nivel de proteínas en las células vivas.