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祝贺!武汉大学刘红跃&张兴华等学者新发Cell,又一重大研究成果

论论资讯 | 2024-06-06 43467热度

Cell

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DNA-based ForceChrono probes for deciphering single-molecule force dynamics in living cells

Hu Yuru; Li Hongyun; Zhang Chen; Feng Jingjing; Wang Wenxu; Chen Wei; Yu Miao; Liu Xinping; Zhang Xinghua; Liu Zheng

Published:2024-05-30
DOI:10.1016/j.cell.2024.05.008

揭秘细胞内的力量:DNA-based ForceChrono探针的开发与应用

研究背景

在现代生物学中,细胞力学传递的动态过程是理解机械生物学的关键。随着科技的发展,我们越来越意识到细胞内部的力量传递对于细胞功能、疾病发展乃至组织工程的重要性。然而,传统的体外单分子力谱学方法在动态细胞环境中的应用受到限制,无法准确捕捉到细胞内部的力量变化。因此,开发一种能够在活细胞内部直接测量单分子力动态的新技术成为了研究的热点。

研究内容

本研究在《Cell》杂志上发表,题为“DNA-based ForceChrono probes for deciphering single-molecule force dynamics in living cells”。研究团队开发了一种基于DNA的ForceChrono探针,该探针能够在活细胞内部测量单分子的力大小、持续时间和加载速率。通过这种探针,研究者们成功地绕过了传统体外单分子力谱学的局限性,实现了在动态细胞环境中的直接测量。研究结果显示,整合素的力加载速率为0.5-2 pN/s,持续时间从新生粘附的几十秒到成熟焦点粘附的约100秒不等。此外,ForceChrono探针的坚固和可逆设计使得能够连续监测细胞形态变化过程中的这些动态变化。

研究意义

这项研究的创新之处在于开发了一种能够在活细胞内部直接测量单分子力动态的新技术。ForceChrono探针不仅提供了对细胞力学动态的详细洞察,而且通过分析突变、删除或药物干预对这些参数的影响,可以推断出特定蛋白质或结构域在细胞机械传导中的功能角色。这一技术的应用将极大地推动我们对细胞力学和机械传导分子机制的理解,对于未来的生物医学研究和治疗策略的制定具有重要的意义。 通过这项研究,我们不仅能够更深入地理解细胞内部的力量传递机制,也为未来的疾病治疗和组织工程提供了新的思路和工具。

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