(資料圖)

資料圖

這種細(xì)胞機(jī)械敏感度的功能障礙實際上涉及許多疾病。像癌癥：癌細(xì)胞在體內(nèi)遷移時會發(fā)出聲音并不斷適應(yīng)其微環(huán)境的機(jī)械特性。這種適應(yīng)是可能的，因為特定的力是由機(jī)械感受器探測到的，而機(jī)械感受器將信息傳遞給細(xì)胞骨架。

目前，我們對參與細(xì)胞機(jī)械敏感性的這些分子機(jī)制的了解仍非常有限。雖然已經(jīng)有一些技術(shù)可以應(yīng)用受控的力并研究這些機(jī)制，但它們有一些限制。特別是它們非常昂貴且不允許我們一次研究幾個細(xì)胞受體，這使得如果我們想收集大量數(shù)據(jù)的話，使用它們是一件非常耗時的事情。

DNA折紙結(jié)構(gòu)

為了提出一個替代方案，由Inserm研究人員Ga?tan Bellot領(lǐng)導(dǎo)的結(jié)構(gòu)生物學(xué)中心的研究團(tuán)隊決定使用DNA折紙方法。這使得三維納米結(jié)構(gòu)的自我組裝能以預(yù)先定義的形式使用DNA分子作為建筑材料。在過去的十年時間里，該技術(shù)使納米技術(shù)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。

這使該團(tuán)隊能設(shè)計出一個由三個DNA折紙結(jié)構(gòu)組成的“納米機(jī)器人”。由于它的尺寸是納米級的，因此它跟人體細(xì)胞的大小相適應(yīng)。它使人們第一次有可能應(yīng)用和控制分辨率為1皮牛頓的力，即一牛頓的萬億分之一--1牛頓相當(dāng)于手指點擊筆的力量。這是第一次人類制造的、基于DNA的自組裝物體能以這種精度施力。

首先，研究人員將機(jī)器人跟一個能識別機(jī)械感受器的分子結(jié)合起來。這使得引導(dǎo)機(jī)器人到我們的一些細(xì)胞上成為可能并專門對定位在細(xì)胞表面的目標(biāo)機(jī)械感受器施加力量以激活它們。

這樣的工具對基礎(chǔ)研究非常有價值，因為它可以用來更好地理解涉及細(xì)胞機(jī)械敏感性的分子機(jī)制并發(fā)現(xiàn)對機(jī)械力敏感的新細(xì)胞受體。得益于該機(jī)器人，研究人員還將能更加精確地研究在什么時刻，當(dāng)施力時許多生物和病理過程的關(guān)鍵信號通路在細(xì)胞水平被激活。