细胞如何使用机械张力传感器与环境相互作用

肌动蛋白是细胞中最丰富的蛋白质之一，它有许多工作-从赋予细胞其形状和结构到管理对多种细胞功能至关重要的蛋白质网络。没有它，脆弱的基本生活单元就会崩溃。

肌动蛋白的大量活性是基于机械信号传递。它似乎以某种方式感觉到来自环境的物理反馈并做出相应的响应。现在，eLife中的一项新研究描述了这种机械信号的工作方式。通过从字面上拉伸单个肌动蛋白丝，研究人员确定了肌动蛋白将细胞机械信息传递给其他蛋白质的过程。由于数百种不同的蛋白质结合肌动蛋白丝，因此这一发现意义深远，并且可能最终解释了细胞如何机械控制运动，包括心肌细胞如何收缩或运动细胞如何运动。

“关于肌动蛋白丝可能是细胞中微小的拉伸传感器的想法已经在文献中流传了一段时间，但我认为我们确实在这里证明了这一点，”实验室助理教授兼实验室负责人格雷戈里·M·阿鲁申说。结构生物物理与力学生物学系。“我们才刚刚开始了解细胞中机械信号的细微差别。”

寻找机械信号

细胞的生命周期与化学信号密切相关，在化学信号中，经过充分研究的配体和受体网络将信息提供给细胞，并确定其是否生长，分裂，迁移或死亡。但是，物理力也会通过一种完全不同的现象将关键信号传递到细胞上，在这种现象中，分子彼此推拉，永久地聚集在一起并解离。

尽管数十年的研究揭示了化学信号传导过程，但对机械信号传导的细节仍知之甚少。很明显，例如，当细胞紧贴培养皿底部或与相邻细胞接触时，其与周围环境的相互作用是由肌动蛋白驱动的，肌动蛋白与细胞外缘的所谓粘附蛋白结合。

但是还不清楚细胞如何将来自周围环境的机械信号传递给肌动蛋白，然后肌动蛋白如何将信号传递给召集粘附蛋白或将其推开。