细胞骨架复合物的主动重构导致机械刚度、记忆性与异质性的增强
软凝聚态物质
2022-05-10 v2 生物物理
摘要
由半柔性肌动蛋白与刚性微管相互作用网络构成的复合细胞骨架，利用肌球蛋白等马达蛋白主动产生力并发生重构，从而实现细胞迁移和有丝分裂等关键力学过程。然而，马达驱动的活动如何改变细胞骨架复合物的力学性质仍是一项开放挑战。在此，我们对肌球蛋白II马达驱动的肌动蛋白-微管复合物进行光镊微流变学测量，表明马达活动通过主动重构为紧密堆积的丝状团簇与束状网络，提升了复合物的线性黏弹性与弹性储能。我们在活动停止数小时后进行的非线性微流变学测量显示，马达收缩结构稳定且对非线性作用力具有鲁棒性。非线性响应的独特特征包括机械刚度、记忆性与异质性的增强，以及马达驱动重构后丝状弯曲的抑制。我们的结果对活性聚合物复合物（如细胞骨架）中黏弹性与非平衡动力学之间的相互作用提供了重要的新认识。
引用
@article{arxiv.2105.02973,
title = {Active restructuring of cytoskeleton composites leads to increased mechanical stiffness, memory, and heterogeneity},
author = {Janet Y. Sheung and Daisy H. Achiriloaie and Karthik Peddireddy and Gloria Lee and Michael J. Rust and Moumita Das and Jennifer L. Ross and Rae M. Robertson-Anderson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.02973},
year = {2022}
}