基于Rho与YAP的细胞机械转导时空模型
生物物理
2020-11-17 v1 软凝聚态物质
亚细胞过程
摘要
细胞如何感知并响应机械刺激仍是一个未解之谜。近期研究进展已确认Yes相关蛋白(YAP)在细胞核与细胞质之间的转位，是感知机械力并调控机械转导的核心机制。我们构建了一个机械转导信号通路的时空模型，该模型包含YAP通过Rho家族GTP酶与细胞力生成机制的耦合。考虑单一Rho蛋白(GTP/GDP结合)与YAP(非磷酸化/磷酸化)的活性与非活性形式，我们研究了由活性Rho导致的细胞极化与YAP通过其核定位激活之间的串扰。对于固定机械刺激，我们的模型预测了在不同黏附细胞面积下与实验数据一致的稳态核质YAP比值。通过考虑近期报道的YAP-Rho正反馈与负反馈，我们进一步预测了YAP核质比中出现阻尼甚至持续振荡的现象。将该框架扩展至模拟周期性拉伸与压缩的时变机械刺激，我们表明YAP核质比的时间依赖关系遵循周期性机械刺激的变化。该模型是首批用于理解YAP时空机械转导的框架之一，提供了若干可能的YAP定位动力学预测，并为实验与理论研究指明了新方向。
引用
@article{arxiv.2011.08060,
title = {Spatiotemporal model of cellular mechanotransduction via Rho and YAP},
author = {Javor K. Novev and Mathias L. Heltberg and Mogens H. Jensen and Amin Doostmohammadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.08060},
year = {2020}
}