マイクロパターン化内皮細胞内の細胞と核形状の間の空間的調整

増え続ける証拠は、細胞質のアクチンフィラメントが核の形状と機能の変調において重要な要因であることを示唆しています。しかし、細胞と核の形状の間の内部オーケストレーションの機械的理解はまだ欠けています。ここでは、核の方向と変形が、中央のアクトミオシン繊維の張力によって駆動される横方向の圧縮力によって調節されていることを示します。微小操作ツールの組み合わせを使用することにより、我々の研究では、中心ストレス繊維の張力が異方性力収縮双極子によって徐々に生成され、細胞が伸びて広がるにつれて拡大することが明らかになりました。我々の発見は、大規模な細胞形状の変化がクロマチンの劇的な凝縮を誘発し、細胞の増殖に劇的に影響することを示しています。これらの調査結果に基づいて、実験データを定量的に説明し、細胞と核の形状の間の機械的調整のための概念的なフレームワークを提供する単純な機械モデルを提案します。

Growing evidence suggests that cytoplasmic actin filaments are essential factors in the modulation of nuclear shape and function. However, the mechanistic understanding of the internal orchestration between cell and nuclear shape is still lacking. Here we show that orientation and deformation of the nucleus are regulated by lateral compressive forces driven by tension in central actomyosin fibres. By using a combination of micro-manipulation tools, our study reveals that tension in central stress fibres is gradually generated by anisotropic force contraction dipoles, which expand as the cell elongates and spreads. Our findings indicate that large-scale cell shape changes induce a drastic condensation of chromatin and dramatically affect cell proliferation. On the basis of these findings, we propose a simple mechanical model that quantitatively accounts for our experimental data and provides a conceptual framework for the mechanistic coordination between cell and nuclear shape.