双重机械敏感性确保肌动蛋白皮层在机械张力峰值时得以强化

肌动蛋白皮层是哺乳动物细胞周边质膜下方的活性生物聚合物网络。它是通过产生活性皮层张力来调节细胞形状的主要调节器。此外,皮层构成机械屏障,在机械扰动期间保护细胞。皮层力学受肌动蛋白交联蛋白的动态结合与解离严密控制。交联的肌动蛋白键是弱非共价键,其键寿命可能受肌动蛋白皮层中机械张力影响,使皮层组成具有内在的机械敏感性。在此,我们对有丝分裂HeLa细胞中活性与被动机械张力的短时峰值引起的皮层组成与周转动力学变化进行定量研究。我们的发现揭示了皮层在张力峰值时的双重机械强化策略,包括i)交联蛋白filamin与$\alpha$-actinin的直接catch-bond机械敏感性,以及ii)间接皮层机械敏感性,其通过增强肌动蛋白聚合触发肌动蛋白皮层强化。我们由此揭示了一种‘分子安全带’机制,在机械挑战时保护皮层免受损伤。