用新工具研究细胞的内在力量

在许多情况下，细胞的运动非常活跃并充当发电机。细胞产生物理力的能力是人体的基本功能之一。例如，跑步时，细胞中产生的力导致肌肉收缩和呼吸。通过过去开发的力传感器甚至可以测量单个蛋白质所经历的力，但以前无法测量细胞内力和机械应变。

坦佩雷大学的细胞生物学研究人员与俄亥俄州立大学俄亥俄州立大学的科学家一起开发了一种力传感器，可以将其附着在机械响应蛋白质的一侧，使其能够感知细胞内蛋白质上的力和应变。

微型传感器的开发始于 2019 年 12 月的一次会议旅行。

“功率传感部分就像一根橡皮筋，拉伸时会改变颜色。这部分附着在橡皮筋两端的抗体上，与所研究的细胞靶蛋白结合。然后可以在显微镜下通过观察橡皮筋的伸长(即它产生的颜色)来检测所研究蛋白质的力或伸长，”坦佩雷大学生物医学技术高级研究员 Teemu Ihalainen 说。

据伊哈莱宁介绍，这种力传感器的尺寸只有大约二十纳米，可以很容易地推广到广泛的细胞生物学研究和各种目标蛋白。在蛋白质生物传感器的帮助下，可以测量例如核膜中、不同蛋白质之间或通常细胞的细胞骨架中的力。它使细胞的力学第一次转化为可见的形式。日本、印度、挪威和美国的各个实验室已经对这项技术产生了极大的兴趣。

细胞的内力提供有关癌症机制的信息

无论是在正常的身体功能还是在疾病中，细胞始终受到力的作用。

例如，当癌细胞生长和移动时，细胞会受到机械力的作用。当癌症扩散时，例如当它进入血管或淋巴管时，癌细胞必须挤过其微环境中的狭窄间隙。因此，癌细胞受到强大的压缩力和拉伸力，可以分解一些细胞。细胞核的损伤会改变其基因组结构，在某些情况下甚至有利于癌症的发展。

“在传感器的帮助下，可以从全新的角度监测癌症的机制和相关过程，”伊哈莱宁提到。

分子间力生物传感器揭示的核层应变状态研究 发表在著名的 《自然通讯》 杂志上。

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