中國(guó)科研人員揭示細(xì)胞核中的“力學(xué)密碼”
中新社成都3月6日電(記者 賀劭清)記者6日從四川大學(xué)獲悉，四川大學(xué)與復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在一項(xiàng)研究中，揭示了細(xì)胞核中的“力學(xué)密碼”：細(xì)胞肌動(dòng)蛋白入細(xì)胞核增進(jìn)核張力，可驅(qū)使細(xì)胞成骨分化。這一發(fā)現(xiàn)不僅顛覆了“細(xì)胞骨架張力推動(dòng)成骨分化”的傳統(tǒng)認(rèn)知，也對(duì)生物材料界面設(shè)計(jì)提供了全新的視角。
長(zhǎng)期以來(lái)的主流學(xué)術(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為，穩(wěn)定的細(xì)胞粘附和較高的細(xì)胞骨架張力是促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的關(guān)鍵。
中國(guó)科研人員利用嵌段共聚物膠束納米光刻技術(shù)，在30納米到150納米的范圍內(nèi)精確控制了細(xì)胞粘附配體間距，發(fā)現(xiàn)在配體間距增大造成的細(xì)胞粘附失穩(wěn)、骨架張力下降的狀態(tài)下，細(xì)胞卻呈現(xiàn)出成骨分化趨勢(shì)。
為了破解“低張力—高成骨活性”的謎團(tuán)，科研人員將目光投向承載DNA的細(xì)胞核。他們發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞核內(nèi)的力學(xué)狀態(tài)，即核張力的變化，在調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄與干細(xì)胞命運(yùn)抉擇中起著至關(guān)重要的作用。而肌動(dòng)蛋白骨架的“組裝-解離”動(dòng)態(tài)過(guò)程促進(jìn)肌動(dòng)蛋白進(jìn)入細(xì)胞核，可在缺失骨架張力的情況下直接促進(jìn)細(xì)胞核張力。
這一發(fā)現(xiàn)為生物材料界面設(shè)計(jì)提供了全新的視角。科研人員可通過(guò)調(diào)控納米尺度的粘附配體分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞核力學(xué)狀態(tài)的精準(zhǔn)調(diào)控，從而更有效地誘導(dǎo)成骨分化，為骨修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)開辟新的途徑。
該科研成果于北京時(shí)間6日凌晨在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊》(PNAS)上在線發(fā)表。(完)
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