أجهزة الاستشعار الميكانيكية الخلوية تلعب دورا رئيسيا في التصاق الخلايا والجزيئات الاعتراف . فهي ليست فقط بمثابة نقطة حراسة في الخلية الاستشعار عن البيئة الميكانيكية الخارجية ، ولكن أيضا مفتاح تنظيم العقدة التي تربط الإشارات الميكانيكية والبيوكيميائية الإشارات . من خلال دراسة هيكل ووظيفة ، ليس فقط يمكن أن تساعدنا على فهم الآلية الميكانيكية وراء سلوك الخلية ، ولكن أيضا يمكن أن توفر الأساس النظري و مسار التقنية الجديدة لتشخيص الأمراض ، وهندسة الأنسجة ، الطب التجديدي و تصميم ذكي المواد البيولوجية .
الميكانيكية التصور في خلية التصاق
خلية التصاق يشير إلى عملية إنشاء الاتصال الجسدي والوظيفي مع المصفوفة خارج الخلية ( ECM ) أو غيرها من الخلايا من خلال جزيء التصاق محددة ( مثل إنتغرين ، كادهيرين ، الخ . ) هذه العملية ليست فقط ثابتة ملزمة بين الجزيئات ، ولكن ديناميكية للغاية و تسيطر عليها الميكانيكا . من خلال موقع الالتصاق ، الخلية الحواس الميكانيكية المعلومات مثل صلابة ، طوبولوجي هيكل ، سحب القوة ، وما إلى ذلك من المصفوفة ، وتحويلها إلى إشارات البيوكيميائية داخل الخلية ، وبالتالي تنظيم إعادة التركيب الخلوي ، التصاق قوة التغيير والتعبير الجيني .
الخلية الميكانيكية وأجهزة الاستشعار ، مثل إنتغرين المستندة إلى تنبيغ الميكانيكية المعقدة ، التوتر الناجم عن البروتينات ( مثل vinculin و paxillin ) في التصاق البقع ، الميكانيكية الحساسة القنوات الأيونية ، يمكن أن ندرك في الوقت الحقيقي الميكانيكية الدولة من التصاق المواقع . على سبيل المثال ، عندما خلية تعلق على مصفوفة أكثر صعوبة ، ملزمة إنتغرين مع إدارة المحتوى في المؤسسة هو تعزيز ، مما يؤدي إلى التصاق البقع العامة وتفعيل كيناز ( مثل فاك و ريال ) ، ثم تبدأ rhogtpase مسار الإشارات ، وتنظيم تقلص وتمديد الخلوي ، وأخيرا تؤثر على مورفولوجيا الخلايا والحركة .
ردود الفعل الميكانيكية في التعرف الجزيئي
الاعتراف الجزيئي يشير عادة إلى عملية محددة من خلال غشاء الخلية المستقبلات الاعتراف ملزمة يغاندس ( مثل عوامل النمو ، السيتوكينات ، والهرمونات ، وما إلى ذلك ) . تقليديا ، هذه العملية تعتبر أساسا تعتمد على التكامل الكيميائي و تقارب بين الجزيئات . ومع ذلك ، المزيد والمزيد من الأدلة تشير إلى أن كفاءة وخصوصية التعرف الجزيئي وينظم أيضا العوامل الميكانيكية .
الخلية الميكانيكية الاستشعار يوفر آلية التغذية المرتدة الميكانيكية الرئيسية في التعرف الجزيئي . على سبيل المثال ، عندما يجند المستقبلات الخلوية ملزمة ، قد يكون هناك تغيير في حالة الإجهاد بين اثنين من هذه " التوتر " أو " التوتر " يمكن أن تنظم التغيرات في التشكل من المستقبلات ، مما يؤثر على كفاءة التنشيط المصب مسارات الإشارات . التفاعل بين مستقبلات الخلايا التائية ( تكر ) مستضد الببتيد معقد التوافق النسيجي الكبير هو مثال نموذجي : الميكانيكية المناسبة التوتر يساعد على استقرار نقاط الاشتباك العصبي المناعي ، وتعزيز تنشيط الخلايا التائية .
وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤثر أيضا على تجميع وتوزيع البروتينات غشاء الخلية عن طريق تنظيم التوتر المحلية والسيولة من غشاء الخلية ، وبالتالي تغيير الخصائص المكانية والزمانية الجزيئية الاعتراف . على سبيل المثال ، الميكانيكية الحساسة البروتينات ( مثل قناة بيزو ، caveolin ، وما إلى ذلك ) على غشاء الخلية يمكن أن تصور التغيرات في التوتر الغشاء ، وتنظيم النقل ، اندوسيتوسيس و receptor-recirculation ، مما يؤثر على استمرار وشدة الاعتراف الجزيئي .
ثالثا - التقدم المحرز في تحقيق التكنولوجيا والبحوث
من أجل فهم آليات الالتصاق بين الخلايا والجزيئات الاعتراف ، وقد طور الباحثون العديد من تقنيات الاستشعار الميكانيكية الخلوية ، بما في ذلك :
• الاستشعار عن بعد على أساس مسبار الرنين مضان نقل الطاقة ( الحنق ) يمكن رصد التغيرات المورفولوجية من الجزيئات الحيوية في الوقت الحقيقي ؛
• micronanomechanical رقاقة مجهر القوة الذرية ( فؤاد ) المستخدمة في قياس قوة لاصقة وصلابة بين الخلايا المصفوفة .
• منصة إلكترونية مرنة وميكروفلويديك لرصد السلوك الميكانيكي الأفقي للخلية الواحدة في الموقع وبصورة عالية الإنتاجية؛
• مواد الكترونية وميكانيكية نظام مراقبة المكروية التي تحاكي سلوك الخلايا تحت ظروف ميكانيكية مختلفة .
تطبيق هذه التقنيات تمكننا من الكشف عن كيفية الإشارات الميكانيكية يمكن أن ينظر إليها ، تنتقل وتحويلها إلى وظائف بيولوجية في خلية واحدة أو حتى على المستوى الجزيئي .