深圳子科生物（https://show.guidechem.com/zikerbio/）报道：之前我们报道过，单纯物理力就能激活基因表达，且比化学信号快几百倍。今天，又有一篇《Cell》文章介绍细胞中的DNA对机械变形的反应。

在日常生活中，我们的组织，例如皮肤和肌肉，被拉伸、拉伸和压缩，并不会对我们的细胞或DNA造成损害。Max Planck衰老生物学研究所和科隆大学CECAD卓越集群以及赫尔辛基大学赫尔辛基生命科学研究所的Sara Wickstr?m领导的一个研究小组现在发现，细胞不仅通过变形细胞核来保护自己免受这种压力，而且也软化了遗传物质本身。

保护我们DNA中的遗传密码对人类健康至关重要。DNA突变会导致多种疾病，如发育障碍或癌症。“我们的大多数组织都含有组织特异性干细胞，它们是长寿命细胞，其功能对组织功能和维持至关重要，”这项研究的首席科学家Michele Nava说。 “由于这些细胞的寿命很长，因此有效地保护它们的基因组不受突变的影响，以预防癌症等疾病是至关重要的。很多人都知道化学物质和辐射诱发DNA损伤，但机械力如何损伤DNA，以及可能存在什么样的机制来保护我们的细胞免受这种损伤，到目前为止还不清楚，”Nava解释说。

为了研究干细胞中的DNA对机械变形的反应，Nava、Miroshnikova和他的同事们使用了一种特殊的机械装置，将皮肤和肌肉干细胞暴露在组织内部所经历的类似机械拉伸中。拉伸后，细胞核和DNA都重新组织起来，但也改变了它们的机械性能，变得更加柔软。“我们很兴奋地意识到，只要对干细胞施加机械力，就可以改变DNA的机械性质。更引人注目的是，如果我们通过实验阻止了这种变化，干细胞的DNA就会损伤，这表明我们发现了一种重要的保护机制，”与Nava和Wickstr?m一起领导这项研究的Yekaterina Miroshnikova说。

指向力的方向

深入研究干细胞对拉伸反应的细胞机制，Nava、Miroshnikova及其同事发现，如果长时间暴露在机械拉伸下，整个组织都会朝向力的方向。这种组织尺度的定向属性阻止了细胞核及其DNA的变形，使它们能够恢复原来的状态。因此，组织水平的定向起到了长期的机械保护作用。

最后，研究人员还注意到，由于关键核蛋白水平的差异，癌细胞对机械拉伸的敏感性低于健康干细胞。“有趣的是，定义癌症的两个中心特征是它们的遗传不稳定性，即频繁获得新的突变，以及它们对外部信号控制的不敏感，”Sara Wickstr?m说。该实验室未来的一个主要目标是了解这种新发现的途径中的缺陷如何促进癌症的形成，以及癌症如何利用这种机制逃避组织的控制机制。

原文检索：Heterochromatin-Driven Nuclear Softening Protects the Genome against Mechanical Stress-Induced Damage