我們體內的大多數細胞——無論是骨骼、肌肉還是胰腺細胞——都在微小錨（稱為“粘連”）的幫助下鎖定在正確的位置。這些強大的錨使用蛋白質鏈將細胞與膠原蛋白連接起來，膠原蛋白為我們的身體提供結構。錨可以幫助細胞保持原狀，并且在很大程度上抵抗對其環境的破壞——但如果細胞變成癌細胞，鏈條就會斷裂，讓癌癥擴散到身體的其他部位。
具體而言，肌動蛋白細胞骨架是細胞粘附和機械感應的主要驅動因素，因為它能夠產生力并感知環境的剛度。在細胞的前緣，突出的Arp2/3肌動蛋白網絡的斷開產生一個特定的肌動蛋白/原肌球蛋白（Tpm）絲群，控制板狀體的持久性。這些細絲與環境粘附力之間的相互作用尚不清楚。
鑒于此，澳大利亞新南威爾士大學Edna C. Hardeman、Peter W. Gunning等人首次發現了鏈中負責維持連接的特定蛋白質。該研究結果建立在我們對細胞力學的理解之上，并且可能有助于為癌癥研究提供新的方向。成果發表在Nature Materials上。
研究人員使用細胞內冷凍電子斷層掃描 (cryo-ET) 和操縱基底剛度，發現 Tpm1.8/1.9/肌動蛋白絲對粘附形成的重要貢獻及其作為機械傳感器的作用。
研究人員解析了Tpm/肌動蛋白共聚物的超微結構，并表明它們專門錨定到新生粘連，并且對于粘著斑組裝至關重要。Tpm1.8/1.9在轉化細胞和癌細胞中的重新表達足以恢復細胞-基質粘附。研究人員證明，Tpm1.8/1.9基因的敲除破壞了背側肌動蛋白束的形成，阻礙了α-肌動蛋白和非肌肉肌球蛋白IIa（關鍵機械感受器）的募集。這種損失會導致力產生和增殖缺陷，當細胞在柔軟的表面上生長時，這種缺陷會明顯逆轉。研究人員得出結論，Tpm1.8/1.9抑制轉移表型，這可以解釋為什么轉化細胞在惡性轉化過程中自然地下調了這個 Tpm 子集，這也為進一步研究材料表面和癌細胞生物學的交叉點開辟了道路。圖|肌球蛋白和α-肌動蛋白背側應力纖維募集取決于 Tpm1.8/1.9綜上所述，在前緣突出過程中，Arp2/3 聚合的肌動蛋白網絡產生高度特異性的 Tpm1.8/1.9/肌動蛋白細絲群，其具有保守的線性結構，可錨定到新生粘連，對 FA 組裝至關重要。需要 Tpm1.8/1.9 對前緣的獨特定位才能在整個薄片上形成背側應力纖維，從而為肌球蛋白 IIa 收縮性和 α-輔肌動蛋白交聯提供底物。通過這種機制，Tpm1.8/1.9/肌動蛋白絲成為機械傳感器，可以精細調節剛性傳感并抑制軟表面上的細胞生長。Tpm1.8/1.9 的消除導致 Arp2/3 活性增加（與腫瘤細胞遷移密切相關，在高級別侵襲性癌癥中很常見），2D 和 3D 基質遷移增加，細胞-基質粘附組裝和應力纖維形成減少，并增強軟基質中的增殖，這是致瘤性的經典標志。Tpm1.8/1.9 水平的下調是轉化細胞和癌細胞中的一個自然過程，可能是增強轉化表型的有用轉移標志物。
Cagigas,M.L., Bryce, N.S., Ariotti, N. et al. Correlative cryo-ET identifiesactin/tropomyosin filaments that mediate cell–substrate adhesion in cancercells and mechanosensitivity of cell proliferation. Nat. Mater. (2021).https://doi.org/10.1038/s41563-021-01087-z
