细胞感知并响应体内细胞微环境的机械特性。这些特性的变化发生在包括癌症在内的许多人类病理学中，可以引起细胞的异常反应。细胞如何适应机械微环境中的这种变化尚不清楚。
德克萨斯农工大学的一组研究人员正致力于以独特的方式了解细胞机械传感——感知和响应微环境机械特性的能力。优尼科生物医学工程系、化学工程系和转化医学科学系教授 Tanmay Lele 博士与佛罗里达大学进化生物学家 Charles Baer 博士合作。他们一起使用实验性细胞进化方法作为了解细胞对具有受控机械性能的生物材料的适应性的手段。
实验由 Artie McFerrin 化学工程系的博士生 Purboja Purkayastha 和德克萨斯农工大学生物医学工程系的技术实验室协调员 Kavya Pendyala 领导。
“在我们的工作之前，基本上不知道细胞是否会在受控的机械环境中进化，”乐乐说。“我们开始测试这种可能性。”
细胞是数亿年进化的产物，它们对环境的反应——无论是化学的还是机械的——很可能是通过自然选择过程进化而来的。众所周知，化学约束会对细胞群施加选择压力，但之前从未研究过细胞环境的机械特性是否构成自然选择的重要因素。
许多类型的动物细胞在不同的机械环境中表现出“表型可塑性”-它们的外观和功能不同。对于不同机械环境下细胞的可塑性，有两种可能的解释。首先，表型可能是最佳的，因此没有更好的方法让细胞在每种环境中发挥作用。或者，可塑性可能是一种折衷，使得表型特征对于给定的机械环境是最佳的，但在其他机械环境中是次优的。
该团队的研究表明，细胞机械传感实际上不是最佳的，而是一种权衡。该团队将实验性细胞进化对刚度受控的生物材料、基因组测序、模拟和基因表达分析相结合，表明细胞在来自受控机械刚度的生物材料的选择压力下进化。
该团队的研究最近发表在《分子生物学与进化》杂志上。
乐乐说，实验性细胞进化是一种更好地了解细胞机械传感机制的好方法
标签： 细胞机械
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