Реакцию клетки на воздействие внешней силы можно измерить

Notice: Undefined offset: 7 in /var/www/www-root/data/www/374.ru/tpl_text/text_picture.php on line 72

Нанопроволока.

Эксперименты с использованием этой системы продемонстрировали, что приложение внешней силы к клетке в одной точке не ведет к развитию локализованной реакции, а вызывает удаленный ответ, обеспечиваемый внутренними силами клетки. Образно это можно сравнить с разгибанием колена в ответ на почесывание локтя.

По словам доцента Криса Чена (Chris Chen), руководителя группы исследователей университета штата Пенсильвания, разработавшей наносистему, клетка ощущает прикладываемую к ней извне силу и регулирует свои внутренние механизмы для компенсации воздействия. Это происходит за счет изменений цитоскелета, либо запуска каких-то биохимических процессов. И в том, и в другом случае адаптация клетки происходит на микроуровне.

Для изучения биомеханической реакции клетки на воздействие внешних сил авторы воздействовали на каждую клетку с помощью миниатюрных наборов магнитных штырьков, содержащих кобальтовую нанопроволоку, распределенных между немагнитными штырьками.

Находясь в магнитном поле, содержащие нанопроволоку элементы создавали внешнюю силу, воздействующую на культивируемые на поверхности прибора клетки. Немагнитные штырьки выступали в роли детекторов, измеряющих силу тяги, развиваемую каждой клеткой. Регистрация силы тяги выявила две возможные реакции клеток на воздействие внешней силы: резкую утрату сжимаемости, развивающаяся в течение первой минуты стимуляции, и постепенную утрату сжимаемости в течение нескольких минут.

При обоих типах ответа внутриклеточное распределение снижения силы тяги не ограничивалось зоной, прилегающей к активированному штырьку, и не распределялось по всей клетке. Оно регистрировалось в изолированных участках периферии клетки. Полученные данные свидетельствуют о том, что клетки активно регулируют свое внутреннее давление в соответствии с воздействующими на них внешними силами, а также указывают на существование важных динамических взаимодействий между внутри- и внеклеточными силами.

Физические силы играют важную роль в процессах роста и функционирования клеток и тканей, в том числе в изменении генной экспрессии, пролиферации и дифференцировке. Поэтому разработка системы для измерения реакции клеток на внешние воздействия имеет значение не только для улучшения понимания механики отдельных клеток.

Прелагаемую систему можно использовать для мониторинга различий в реакциях нормальных и патологически измененных клеток на внешние воздействия. Полученные данные могут быть полезны при разработке новые лекарственных препаратов и методов регулирования межклеточных взаимодействий.