用户登录

你在这里

非共价键决定细胞流变学

王宁的照片

近十年来,揭示了活细胞的一种特殊行为:它们的模量随加载频率的增加而微弱增加(所谓的弱幂律行为)(对于纯弹性固体,斜率为0;对于粘性流体,斜率为1),其作用机理尚不清楚;虽然已经提出了一种现像软玻璃流变模型(一种基于无序结构系统的模型),但它不能解释不同加载频率下的多幂律(见Stamenovic et al, Biophys J Letter, 2007)。

在最近的Biophys J论文中,我们揭示了细胞流变学的分子机制。基本上,当加载频率远高于蛋白质-蛋白质非共价键特征解离率时,处于非平衡状态;越来越多的键被困在键态,从而产生更高的刚度或模量。当加载频率远低于固有频率时,行为转向“平衡”状态,导致不同的更高的幂律斜率。关于胚胎干细胞及其分化细胞的活细胞数据与模型预测一致。该模型也与过去几年不同实验室发表的论文相一致。有关详情,请参阅http://www.biophysj.org/cgi/rapidpdf/biophysj.108.139832v1

评论

尊敬的王教授:

简单的粘接簇模型及其结果非常有趣,并解释了非共价键的多次幂定律。粘附细胞对外部应变的响应也存在多次幂律,其特征是细胞重新定向的特征时间,Jungbauer et al. 2008表明。在细胞受到动态应变的情况下,它们的机制有什么不同,即使它们是不同的问题。这个问题太吸引人了,我觉得下面有类似的东西,但我现在脑子里不太清楚。外部刺激的频率或加载速度对细胞有很强的影响,我们使用类似的粘附簇模型来研究基底上受外部应变影响的黏附,发表于Kong et al. 2008。在我们的工作中,外部时间尺度(频率)与内部时间尺度(即整合素-配体键的正向反应)相关,进而决定整合素与配体分子的再结合过程。

最好的祝愿,

越南盾

Jungbauer et al. 2008。

http://www.biophysj.org/cgi/content/abstract/95/7/3470

Kong et al. 2008

http://www.biophysj.org/cgi/reprint/95/8/4034

王宁的照片

董,谢谢你的评论。你们的论文和我们的论文当然是一致的。为了帮助理解这个问题的历史,我想指出几个问题:

1.迄今为止发表的所有研究成果(见J Crocker等人,PNAS, 2006;F. Gallet等人,2006;D Navajas等人,2003;Fredberg group, 01-07)表明,无论如何探测细胞:无论是从细胞表面还是从细胞质内部,细胞仍然表现出弱幂律,尽管刚度的大小变化很大。所有这些数据表明,这种行为并不局限于细胞粘附分子,而可能适用于所有非共价相互作用。

2.我们的工作表明,人们不需要调用Sollich(98)提出的软玻璃流变(SGR)的无序和亚稳结构,也不需要调用大量的时间常数(见B. Fabry等人,01)来实现幂律行为。

3.我们的数据基本上排除了这些幂律模型的可能性:聚合物纠缠、干扰、拥挤、笼化、共价键。其中一些可能与幂律有关,但它们不是幂律行为所必需的。

4.D Mooney实验室最近发表的一篇论文显示,通过整合素将细胞聚集体与海藻酸盐交联,也显示了两个幂次定律;交联后从更像流体(细胞和海藻酸盐没有交联)转变成更像固体的行为与更有序的结构表现出幂律是一致的,这与Sollich的无序结构模型有很大的不同。

5.交联蛋白的固有特性时间常数是确定活细胞内转换频率的关键。请看我们的讨论。

非常感谢你,你的意见对我的理解很有帮助

越南盾

订阅评论“非共价键决定细胞流变学”

最近的评论

更多的评论

辛迪加

认购辛迪加