機械力以微觀尺度施加在我們的細胞上。它們觸發了對許多涉及我們身體正常功能或疾病發展的細胞過程至關重要的生物信号。如觸摸的感覺部分取決于對特定細胞受體施加的機械力。除了觸覺之外，這些對機械力敏感的受體還能調節其他關鍵的生物過程，如血管收縮、呼吸、痛覺，甚至是耳朵裡的聲波探測。
資料圖
這種細胞機械敏感度的功能障礙實際上涉及許多疾病。像癌症：癌細胞在體内遷移時會發出聲音并不斷适應其微環境的機械特性。這種适應是可能的，因為特定的力是由機械感受器探測到的，而機械感受器将信息傳遞給細胞骨架。
目前，我們對參與細胞機械敏感性的這些分子機制的了解仍非常有限。雖然已經有一些技術可以應用受控的力并研究這些機制，但它們有一些限制。特别是它們非常昂貴且不允許我們一次研究幾個細胞受體，這使得如果我們想收集大量數據的話，使用它們是一件非常耗時的事情。
DNA折紙結構
為了提出一個替代方案，由Inserm研究人員Gaëtan Bellot領導的結構生物學中心的研究團隊決定使用DNA折紙方法。這使得三維納米結構的自我組裝能以預先定義的形式使用DNA分子作為建築材料。在過去的十年時間裡，該技術使納米技術領域取得了重大進展。
這使該團隊能設計出一個由三個DNA折紙結構組成的“納米機器人”。由于它的尺寸是納米級的，因此它跟人體細胞的大小相适應。它使人們第一次有可能應用和控制分辨率為1皮牛頓的力，即一牛頓的萬億分之一--1牛頓相當于手指點擊筆的力量。這是第一次人類制造的、基于DNA的自組裝物體能以這種精度施力。
首先，研究人員将機器人跟一個能識别機械感受器的分子結合起來。這使得引導機器人到我們的一些細胞上成為可能并專門對定位在細胞表面的目标機械感受器施加力量以激活它們。
這樣的工具對基礎研究非常有價值，因為它可以用來更好地理解涉及細胞機械敏感性的分子機制并發現對機械力敏感的新細胞受體。得益于該機器人，研究人員還将能更加精确地研究在什麼時刻，當施力時許多生物和病理過程的關鍵信号通路在細胞水平被激活。
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