细胞内微管的屈曲与力传播

受近期显示细胞内微管屈曲的实验启发，我们从理论上研究了嵌入非线性弹性介质中的弹性细丝的力学响应及其沿细丝的力传播。我们发现，尽管嵌入的微管在其压缩载荷超过先前发现的临界值 $f_c$ 时仍会发生屈曲，但由此产生的变形被限制在一个穿透深度内，该深度取决于周围细胞骨架的非线性材料特性以及微管与细胞骨架的直接耦合。变形幅度随施加载荷 $f$ 的变化关系为 $(f- f_c)^{1/2}$。本工作表明，微管传递压缩力的范围可大至数十微米，并由其与周围细胞骨架的力学耦合所主导。