來自華中科技大學、伊利諾伊大學香檳分校的研究人員證實，通過機械力誘導直接拉伸染色質(zhì)可上調(diào)轉錄。這項研究發(fā)布在8月22日的Nature Materials雜志上。

華中科技大學生命學院的汪寧（Ning Wang）教授，與伊利諾伊大學香檳分校的Andrew S. Belmont是這篇論文的共同通訊作者。汪寧長期從事細胞生物力學及再生醫(yī)學機制研究，在細胞信號傳導、細胞骨架調(diào)控機理及干細胞等領域開展了多項開拓性研究，取得了多項創(chuàng)新成果。在Science，Nature Materials，Nature Communications, Nature Reviews Molecular Cell Biology, Science Signaling等國際權威期刊共發(fā)表學術論文一百多篇。

2009年，汪寧教授領導伊利諾大學香檳分校的科學家們發(fā)現(xiàn)，胚胎干細胞有一個獨特固有的性能-即細胞軟性質(zhì)(Cell softness)-這個性能決定了為什么很小的機械力能夠促進胚胎干細胞的伸展與分化。相關成果發(fā)表在《Nature Materials》上。

2012年，汪寧教授與同濟醫(yī)學院黃波教授合作，提出了一種分離和培養(yǎng)腫瘤再生細胞(tumor-repopulating cell)的新方法。相關成果公布在Nature Materials雜志上。

2014年5月，汪寧教授帶領他在華中科技大學生命學院生物醫(yī)學工程系的細胞生物力學與再生醫(yī)學實驗室和在美國伊利諾伊大學的細胞分子力學實驗室的研究人員，通過細胞生物力學、生物材料學、干細胞生物學等多學科交叉研究，研發(fā)出了一種在體外從單個小鼠胚胎干細胞發(fā)育、分化形成有序三胚層原腸胚體的新方法。相關論文發(fā)布在Nature Communications雜志上。

2014年8月，汪寧教授和華中科技大學、伊利諾伊大學香檳分校等機構的研究人員一起證實，軟三維纖維蛋白膠通過促進H3K9去甲基化，提高Sox2表達促進了腫瘤再生細胞的自我更新。這項研究發(fā)表在Nature Communications雜志上。

機械力對活細胞功能起至關重要的作用。但目前對于機械力影響細胞核事件的潛在機制仍不清楚。在這篇新文章中，研究人員通過一種包被精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp）的磁珠，利用三維磁粒扭轉細胞測量儀給細胞表面施加局部壓力，在活細胞中顯像了染色質(zhì)變形，以及壓力誘導的綠色熒光蛋白(GFP)標記細菌染色體二氫葉酸還原酶(DHFR)轉基因轉錄。

他們證實染色質(zhì)拉伸取決于壓力加載方向。DHFR轉錄上調(diào)對加載方向敏感，與染色質(zhì)拉伸幅度成比例。破壞絲狀肌動蛋白或抑制肌球蛋白收縮可以破壞或減少機械力誘導的DHFR轉錄，而激活內(nèi)源收縮可上調(diào)機械力誘導的DHFR轉錄。

研究結果表明施加給整合素的局部壓力從拉緊的肌動蛋白骨架處傳送至LINC復合物，隨后通過核纖層-染色質(zhì)互作可以直接拉伸染色質(zhì)，上調(diào)轉錄。