Nuclear deformation and dynamics of migrating cells in 3D confinement reveal adaptation of pulling and pushing forces

变形(气象学) 核心 动力学(音乐) 机械 物理 生物物理学 材料科学 复合材料 生物 声学 细胞生物学
作者
Stefan Stöberl,Johannes Flommersfeld,Maximilian M. Kreft,Martin Benoit,Chase P. Broedersz,Joachim O. Rädler
标识
DOI:10.1101/2023.10.30.564765
摘要

Abstract Eukaryotic cells show an astounding ability to migrate through pores and constrictions smaller than their nuclear diameter. However, the forces engaged in nuclear deformation and their effect on confined cell dynamics remain unclear. Here, we study the mechanics and dynamics of nuclei of mesenchymal cancer cells as they spontaneously and repeatedly transition through 3D compliant hydrogel channels. We find a biphasic dependence of migration speed and transition frequency on channel width, revealing maximal transition rates at widths comparable to the nuclear diameter. Using confocal imaging and hydrogel bead displacement, we determine the nuclear deformation and corresponding forces during spontaneous confined migration. We find the nucleus to reversibly deform with an elastic modulus not adapting to the confinement. Instead, with decreasing channel width, the nuclear shape during transmigration changes biphasically concomitant with the transitioning dynamics. The nucleus exhibits a prolate form along the migration direction in wide channels and a more compressed oblate shape in narrow channels. We propose a physical model for confined cell migration that explains the observed nuclear shapes and slowing down in terms of the cytoskeletal force-generation adapting from a pulling-to a pushing-dominated mechanism with increasing nuclear confinement.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
诃子应助娃哈哈采纳,获得10
刚刚
将军完成签到 ,获得积分10
1秒前
小贺完成签到,获得积分10
1秒前
乐乐应助木林森林木采纳,获得10
2秒前
机智醉波完成签到,获得积分10
2秒前
行走的绅士完成签到,获得积分10
3秒前
剩下的盛夏完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
狂野的唯雪完成签到 ,获得积分10
6秒前
Philwen完成签到,获得积分10
7秒前
未来可期的富婆完成签到,获得积分10
7秒前
麻花阳应助佐助采纳,获得10
8秒前
8秒前
miko完成签到 ,获得积分10
8秒前
慕青应助puutteita采纳,获得10
8秒前
Owen应助彪悍豪蓝天采纳,获得30
9秒前
科研通AI6.3应助陈嘉伟采纳,获得30
9秒前
深情安青应助佘蕊采纳,获得10
10秒前
11秒前
猪头发布了新的文献求助10
11秒前
Philwen发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
科研小石发布了新的文献求助10
13秒前
迷人的天抒完成签到,获得积分10
13秒前
Mic完成签到,获得积分0
13秒前
眇鱼完成签到 ,获得积分10
15秒前
思源应助水天采纳,获得10
15秒前
QQ发布了新的文献求助10
15秒前
洁净的千凡完成签到 ,获得积分10
17秒前
小月Anna完成签到,获得积分10
17秒前
上官若男应助saner32采纳,获得10
18秒前
zsy完成签到,获得积分10
20秒前
深情安青应助极速小鱼采纳,获得10
21秒前
小蘑菇应助玲家傻妞采纳,获得10
21秒前
冷酷的水壶完成签到,获得积分10
22秒前
月半完成签到,获得积分10
22秒前
Zayn完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Social Cognition: Understanding People and Events 1200
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6037038
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7757937
关于积分的说明 16216534
捐赠科研通 5183033
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2773745
邀请新用户注册赠送积分活动 1756998
关于科研通互助平台的介绍 1641353