חיל-רגיש, חיישני סריג מקודדים גנטיים צמחו לאחרונה ככלי חשוב למדידת כוחות מבוסס מתיחה בתאים חיים, ומספקים תובנות איך מכני כוחות מוחלים על פני חלבוני 1, 2, 3, 4. באמצעות כלים אלה, חוקרים יכולים דימוי הלא פולשני כוחות תאיים בתאים חיים באמצעות מיקרוסקופי פלורסנט קונבנציונליים. חיישנים אלה מורכבים-זוג סריג (פלורסנט תורם acceptor חלבונים, בתדירות הגבוהה ביותר תורם כחול acceptor הצהוב) המופרדים על ידי פפטיד אלסטי 3. בניגוד C- או N-terminal תיוג, חיישן זה מוכנס לתוך אתר פנימי של חלבון כדי למדוד את הכח המכאני ישודר החלבון, מתנהג כמו מד לחץ מולקולרי. גברת מתח מכאני על פני תוצאות החיישן בעל טווח מוגדל בין-p הסריגאוויר, דבר שגרם לפגיעה סריג 3. כתוצאה מכך, הסריג הוא ביחס הפכו כוח מתיחה.
חיישנים פלורסנט מבוסס אלו פותחו עבור חלבונים דבקים מוקדים (vinculin 3 ו תלין 4), חלבוני cytoskeletal (α-actinin 5), וחלבוני צומת תא-תא (E-cadherin 6, 7, VE-cadherin 8, ו PECAM 8). הנפוץ ביותר בשימוש היטב מאופיין ומקשר אלסטי ב חיישנים אלה נקרא TSmod והוא מורכב מרצף חוזר ונשנה של 40 חומצות אמינו, (GPGGA) 8, אשר נגזרו flagelliform חלבון משי עכביש. TSmod הוכח להתנהג כמו היענות ננו-אביב אלסטי ליניארי, עם סריג 1 עד 5 pN בכוח מתיחה 3. באורכים שונים של flagelliform יכולים לשמש כדי לשנות את r הדינמיתAnge של TSmod סריג כוח רגישות 9. בנוסף flagelliform, spectrin חוזרת 5 ו פפטיד כיסוי ראש villin (המכונה HP35) 4 שימשו כמו פפטידים אלסטי בין-זוגות סריג ב חיישנים כוח דומה 4. לבסוף, דו"ח אחרון הראה כי TSmod יכול לשמש גם כדי לזהות כוחות דחיסה 10.
אנחנו לאחרונה פיתחה חיישן כוח עבור והמקשר של-שלד התא Nucleo (LINC) חלבון מורכב Nesprin2G באמצעות TSmod מוכנס לתוך חלבון שפותחו בעבר קטועה Nesprin2G המכונה מיני-Nesprin2G (איור 2 ג), אשר מתנהג באופן דומה אנדוגניים Nesprin-2G 11. קומפלקס LINC מכיל חלבונים מרובים מפנים מבחוץ לחלק הפנימי של הגרעין, המקשר את שלד תא ציטופלסמית אל למינה הגרעיני. Nesprin-2G הוא חלבון מבני מחייב הוא אתcytoskeleton אקטין בציטופלסמה וכדי חלבונים SUN במרחב perinuclear. שימוש biosensor שלנו, הצלחנו להראות כי Nesprin-2G כפוף מתח actomyosin התלוי NIH3T3 פיברובלסטים 2. זו הייתה הפעם הראשונה בכח כי נמדד ישירות דרך חלבון במתחם LINC גרעיני, וזה עשוי להיות כלי חשוב להבין את התפקיד של כוח על הגרעין ב mechanobiology.
פרוטוקול להלן מספק מתודולוגיה מפורט של אופן השימוש בחיישן כוח Nesprin-2G, כולל את הביטוי של חיישן המתח Nesprin (Nesprin-TS) בתאי יונקים, כמו גם רכישת וניתוח של תמונות סריג של תאים המבטאים Nesprin- TS. באמצעות מיקרוסקופ confocal הפוך מצויד בגלאי ספקטרלי, תיאור של איך למדוד פליטה רגישה סריג באמצעות unmixing רפאי הדמית סריג ratiometric מסופקת. תמונות ratiometric הפלט ניתן להשתמש כדי להפוך קואה יחסיתהשוואות כוח ntitative. בעוד פרוטוקול זה מתמקד בביטוי של Nesprin-TS ב פיברובלסטים, זה ניתנת להתאמה בקלות לתאי יונקים אחרים, כולל שתי שורות תאים תאים ראשוניים. יתר על כן, פרוטוקול זה בכל קשור לרכישת תמונה וניתוח סריג ניתן להתאים בקלות חיישני כוח סריג מבוסס אחרים שפותחו עבור חלבונים אחרים.