AFM对细胞核力学特性的表征2024-05-27 08:51:49
通过单分子力光谱技术追踪单分子解离事件可以提供有关生物大分子（如蛋白质和核酸）之间相互作用的信息，从而增加我们对生物过程的认识。AFM对细胞核力学特性的表征由悬臂压陷细胞实现。例如有研究使用带有6μm 微球的悬臂对贴壁乳腺癌细胞的细胞核和细胞骨架进行了刚度测量，在5nN条件下，人乳腺癌细胞MDA-MB-231 细胞核的刚度为157.7±78.55Pa，明显高于细胞骨架刚度。Marina Krause等人将AFM和共聚焦显微镜进行组合，在测量细胞核刚度的同时可视化了悬臂与核接触的过程，并且对比了针形探针和球形探针的测量效果。与针形探针相比，球形探针的测量结果可重复性更强，该研究进一步使用10 μm球形探针在0~1.5nN的条件下测得人纤维肉瘤细胞HT1080细胞核刚度在270 Pa~2.29kPa范围内。然而，上述基于AFM的方法都是在细胞整体水平上对细胞核进行的测量，无法排除细胞膜或细胞骨架的影响。为解决此问题，Liu等人使用聚焦离子束对AFM进行了改良，在不同基底上使用尖锐的针形探针穿透瓣膜间质细胞胞膜对细胞核力学特性进行原位表征，根据AFM压痕曲线上的两个不同节段确定细胞质和细胞核的刚度，并与共聚焦显微镜图像同时重建进行相关性分析。其结果表明，软基底上的细胞核刚度低于硬基底（聚苯乙烯）上的细胞核刚度，并且体外分离的细胞核刚度明显低于前文所述的细胞内原位细胞核刚度。
AFM技术也用于探测染色质构象，可以实现对核小体尺寸和动力学的测量。Yamini Dalal团队在体外液体环境中重建了组蛋白H3的变体—着丝粒蛋白Ａ核小体和H3核小体，AFM结果显示测量，CENP-A核小体与H3核小体具有相似的尺寸，分别为3.8±0.3nm和3.7±0.3nm。该团队进而测量了核小体在67.5mMNa+, 2mMMg2+条件下的弹性模量，该条件接近生理渗透压和离子浓度。
出自《细胞核生物力学研究进展》作者:刘中乾 齐颖新.
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