Tóm tắt nội dung
Tính chất cơ học của tế bào phần lớn được quyết định bởi bộ khung tế bào. Bộ khung tế bào là một cấu trúc phức tạp và tinh vi được hình thành bởi các sợi protein, protein vận động và các liên kết chéo. Ba loại sợi protein chính là vi ống, sợi actin và sợi trung gian (IF). Trong khi các protein hình thành vi ống và sợi actin được bảo tồn đặc biệt ở khắp các loại tế bào và sinh vật, thì họ IF lại rất đa dạng. Ví dụ, protein IF vimentin được biểu hiện trong các nguyên bào sợi tương đối di động, và IF keratin được tìm thấy trong các tế bào biểu mô. Do đó, sự đa dạng của các protein IF này có thể liên quan đến các tính chất cơ học khác nhau của các loại tế bào khác nhau. Trong phạm vi luận án này, tôi kết hợp các nghiên cứu về cơ học IF ở các thang thời gian khác nhau và trong các hệ thống có độ phức tạp ngày càng tăng, từ các sợi đơn đến các mạng lưới trong tế bào. Phương pháp tiếp cận đa thang này cho phép đơn giản hóa cần thiết để diễn giải các quan sát đồng thời bổ sung bối cảnh sinh lý ngày càng tăng trong các thí nghiệm tiếp theo. Chúng tôi đặc biệt tập trung vào khả năng điều chỉnh cơ học IF bằng các tín hiệu môi trường trong các hệ thống ngày càng phức tạp này. Trong một loạt các thí nghiệm, bao gồm các nghiên cứu về độ giãn dài của sợi đơn, các phép đo độ giãn dài của sợi đơn bằng nhíp quang học, các phép đo tương tác sợi-sợi với bốn nhíp quang học, vi lưu biến học và sự kéo giãn tế bào đẳng hướng, chúng tôi mô tả cách tương tác tĩnh điện (pH và nồng độ ion) và tương tác kỵ nước (chất tẩy rửa) tạo ra các cơ chế khác nhau để điều chỉnh cơ chế của bộ khung tế bào IF. Những nghiên cứu này cho thấy những thay đổi nhỏ, chẳng hạn như sự dịch chuyển điện tích, ảnh hưởng đến cơ chế IF ở nhiều quy mô.
Abstract:
The mechanical properties of cells are largely determined by the cytoskeleton. The cytoskeleton is an intricate and complex structure formed by protein filaments, motor proteins, and crosslinkers. The three main types of protein filaments are microtubules, actin filaments, and intermediate filaments ( IFs ). Whereas the proteins that form microtubules and actin filaments are exceptionally conserved throughout cell types and organisms, the family of IFs is diverse. For example, the IF protein vimentin is expressed in relatively motile fibroblasts, and keratin IFs are found in epithelial cells. This variety of IF proteins might therefore be linked to the various mechanical properties of different cell types. In the scope of this thesis, I combine studies of IF mechanics on different time scales and in systems of increasing complexity, from single filaments to networks in cells. This multiscale approach allows for the simplification necessary to interpret observations while adding increasing physiological context in subsequent experiments. We especially focus on the tunability of the IF mechanics by environmental cues in these increasingly complex systems. In a series of experiments, including single filament elongation studies, single filament stretching measurements with optical tweezers, filament-filament interaction measurements with four optical tweezers, microrheology, and isotropic cell stretching, we characterize how electrostatic (pH and ion concentration) and hydrophobic interactions (detergent) provide various mechanisms by which the mechanics of the IF cytoskeleton can be tuned. These studies reveal how small changes, such as charge shifts, influence IF mechanics on multiple scales..
Sử dụng ứng dụng Libol Bookworm quét QRCode này để mượn và đọc tài liệu)
(Lưu ý: Sử dụng ứng dụng Bookworm để xem đầy đủ tài liệu. Bạn đọc có thể tải Bookworm từ App Store hoặc Google play với từ khóa "Libol Bookworm”)