一个研究小组发现了一种新型调节器,可以控制细胞如何响应机械信号。他们的发现发表在《自然细胞生物学》上。

研究人员揭示了新型细胞机械传感器

传统上,细胞生物学的许多研究都集中在了解细胞如何对化学信号(例如扩散信号分子)做出反应。然而,细胞还通过表达特定基因对机械刺激做出反应,例如细胞密度、大小和基质硬度。然而,机械调节器感知机械刺激的机制在很大程度上仍未被探索。

在这项研究中,研究人员利用人类胚胎干细胞(hESC)来深入研究细胞如何检测机械信号并做出反应。通过检查不同细胞密度下培养的hESC的转录组,研究人员确定了一个名为ETV4的关键角色,它负责介导干细胞密度的变化并控制分化。

此外,该团队还破译了ETV4感知机械线索的复杂机制。最初,整合素受体识别细胞密度的变化,随后调节细胞表面受体(即成纤维细胞生长因子受体(FGFR))的内吞作用。FGFR内吞作用的机械调节通过ERK信号传导决定ETV4的蛋白质稳定性。

在干细胞的分化过程中,ETV4在细胞密度低的区域引导中内胚层的形成,同时在细胞密度高的区域促进神经外胚层的发育。研究人员发现,一种新的机械传感器ETV4将细胞密度动态与干细胞分化联系起来。

领导这项研究的浦项科技大学教授JiwonJang表示:“我们发现了机械信号在调节干细胞分化中的重要性以及ETV4的关键参与。鉴于ETV4作为关键癌基因的重大影响,我们设想利用这一见解来设计旨在通过机械信号控制癌细胞的技术。”

除了Jang之外,研究团队还包括博士生SeungbokYang。浦项科技大学生命科学系的候选人和加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)机械工程系的MahdiGolkaram博士。