Forskere afslører ny cellulær mekanisk transducer

Et forskerhold har afsløret en ny regulator, der styrer, hvordan celler reagerer på mekaniske signaler. Deres resultater vises i Nature Cell Biology .

Meget forskning i cellebiologi har traditionelt fokuseret på at forstå, hvordan celler reagerer på kemiske signaler såsom diffusible signalmolekyler. Imidlertid reagerer celler også på mekaniske stimuli såsom celletæthed, størrelse og substratstivhed ved at udtrykke specifikke gener. Alligevel er de mekanismer, hvormed mekaniske regulatorer opfatter mekaniske stimuli, stort set forblevet uudforskede.

I denne forskning blev menneskelige embryonale stamceller (hESC'er) ansat af forskerne til at dykke ned i, hvordan celler detekterer og reagerer på mekaniske signaler. Gennem en undersøgelse af transkriptomet af hESC'er dyrket under forskellige celletætheder udpegede forskerne en nøglespiller kendt som ETV4, ansvarlig for at mediere variationer i stamcelletæthed og kontrollere differentiering.

Ydermere dechiffrerede holdet den indviklede mekanisme, hvorigennem ETV4 opfatter mekaniske signaler. Til at begynde med genkender integrinreceptorer ændringer i celletæthed, og modulerer efterfølgende endocytosen af ​​en celleoverfladereceptor, nemlig fibroblast-vækstfaktorreceptoren (FGFR). Mekanisk regulering af FGFR-endocytose bestemmer proteinstabiliteten af ​​ETV4 ved ERK-signalering.

Under differentieringsprocessen af ​​stamceller spiller ETV4 en rolle i at styre dannelsen af ​​mesendoderm i områder, der er karakteriseret ved lav celletæthed, mens det fremmer neuroektoderm udvikling i områder med høj celletæthed. Forskerne opdagede, at en ny mekanotransducer ETV4 bygger bro mellem celletæthedsdynamik til stamcelledifferentiering.

POSTECH-professor Jiwon Jang, der ledede forskningen, udtalte:"Vi har afsløret vigtigheden af ​​mekaniske signaler til regulering af stamcelledifferentiering sammen med den centrale involvering af ETV4. I betragtning af ETV4s væsentlige implikationer som et kritisk onkogen, forestiller vi os at udnytte denne indsigt til at udtænke teknologier rettet mod at kontrollere kræftceller gennem mekaniske signaler."

Ud over Jang omfattede forskerholdet Seungbok Yang, en ph.d. kandidat, fra Department of Life Sciences ved Pohang University of Science and Technology, og Dr. Mahdi Golkaram fra Department of Mechanical Engineering ved University of California Santa Barbara (UCSB).

Flere oplysninger: Seungbok Yang et al., ETV4 er en mekanisk transducer, der forbinder celle-crowding-dynamik med lineage-specifikation, Nature Cell Biology (2024). DOI:10.1038/s41556-024-01415-w

Journaloplysninger: Naturcellebiologi

Leveret af Pohang University of Science and Technology