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应力激活Rac不依赖于Src
众所周知，血小板衍生生长因子(PDGF)诱导的Rac活化依赖于Src活性。然而，我们发现通过整合素的生理强度的局部应激可以直接快速激活Rac GTPase，而不依赖于Src活性。我们关于应力诱导的Rac快速激活的发现挑战了传统的机械转导观点，并表明应力诱导的通过局灶粘连的信号传导并不遵循生长因子诱导的信号转导途径。浏览全文:
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0007886
评论
病灶复合体和病灶粘连
亲爱的Prof.Wang,
这项工作确实是“远距离机械转导”的一个很好的例子。在整合素介导的黏附过程中，如局灶复合体和局灶黏附，RAC和RHO通路是偶联的(见Geiger et al. 2001 Current Opinion in Cell Biology 13 584-592中的图4)，RAC和RHO蛋白互为负调控因子。据我所知，RAC与局灶复合体有关，RHO与局灶粘连有关。在某种意义上，RHO可以用外张力代替，促进病灶黏附生长。这是否意味着在力学扰动下，远端病灶粘连仍然稳定，病灶配合物仍然活跃?
我不确定答案，但我确信这是一个naïve问题:)对于理解这些复杂的蛋白质和分子途径是如此困难。
病灶复合体、病灶黏附和阈值应变
亲爱的董,
谢谢你的评论。你是对的，Rac和是彼此的负调节器。由于我们没有一个Rho生物传感器来同时测量它在同一细胞中的活性，我们不知道Rho是否被施加的压力所抑制(我们在论文的最后提到了这一点)。但这是可能的。
局灶复合体是一种小的、动态的、新生的局灶蛋白聚集，而局灶黏附是一种大的、更稳定的亚细胞结构，可以承受更长时间的压力并保持细胞形状的稳定性。
我们还没有检查大小，动力学，和蛋白活性的焦点复合体或焦点粘附。但我的猜测是，它们可能是通过头部施加的应力而改变的。这是一个很好的问题。
我想指出的是，虽然施加的应力可以在这些分化细胞(平滑肌细胞、成纤维细胞)中远距离激活Src (S Na等，PNAS, 2008)和Rac(这篇PLoS One论文)，但应力振幅不足以触发活跃的细胞扩散过程。与之形成鲜明对比的是，胚胎干细胞(ESCs)在类似强度的压力下进行扩散和分化(F Chowdhury等人，Nature Materials, 2009)。原因是ESCs本质上要软10倍。这些论文共同解决了一个重要的问题:细胞是对压力有反应还是对紧张有反应?或者活细胞中的应力和应变是相等的?
我们的研究结果表明，关键参数是阈值应变:只有当诱导的细胞内应变(=施加应力除以细胞刚度)大于该阈值应变(~1-3%)时，细胞才会引发扩散的生物反应。低于此值，尽管Src和Rac被激活，但不足以触发扩散响应。这表明，这个阈值应变对应于其他细胞内应变传感器，这些传感器需要变形到足以被激活以触发扩散反应。这一机制与已发表的关于细胞内蛋白质在作用力作用下展开和/或构象变化的数据一致(见D Discher实验室(Science, 2007)， M Sheetz实验室(Science, 2009)的论文)。我们在《自然材料》上发表的论文将他们的蛋白质开放发现放在了扩散的生物反应的背景下，扩散是所有锚定依赖性细胞最重要的原始功能之一。