使用双步DNA张力传感器测量整体力加载率
J Dale Combs1, Alexander K Foote1, Hiroaki Ogasawara1
1Department of Chemistry, Emory University, Atlanta, Georgia 30322, United States.
Journal of the American Chemical Society
|August 12, 2024
概括
研究人员开发了一种基于DNA的探测器来测量细胞矩阵相互作用的强荷率. 这种工具量化了细胞如何快速对环境施加皮克纽顿力,揭示了细胞信号和粘附动态的洞察力.
科学领域:
- 细胞生物学
- 生物物理
- 分子机械传导
背景情况:
- 细胞外基质 (ECM) 力量由整合素受体介导,对细胞功能至关重要.
- 分子张力光显微镜 (MTFM) 测量整体-ECM力,但难以描述像加载率这样的力动态.
- 了解力加载率对于受体信号和粘附形成至关重要.
研究的目的:
- 开发一种用于测量活细胞中整合素-ECM相互作用的强荷率 (LR) 的新型探针.
- 描述参与的整合蛋白受体的强力动态和键寿命.
主要方法:
- 设计了一个具有两种不同的力诱导机械转换 (4.7 pN和47 pN) 的DNA探针.
- 使用单分子光显微镜观察活细胞中的探针转换.
- 应用自动化分析到成千上万的力量事件跨多个细胞.
主要成果:
- 定量化整合素键寿命在强度>4.7 pN时呈指数式衰减 (τ = 45.6 s).
- 确定了一组到达> 47 pN的相互作用,平均负载率为 1.1 pN s-1.
- 主要是在细胞外围观察到这些更高力的事件.
结论:
- 开发的LR探测器成功地测量了活细胞中的强荷率.
- 这种工具为细胞矩阵力传递的动态提供了新的见解.
- 模块化探测器设计可适用于研究各种机械受体和细胞模型.
