Genetically encoded biosensors of cellular tension and their use in cellular biology

Abstract

1 Abstract and key words Mechanical forces have great impact on the life of cells. They influence cell proliferation, migration or differentiation and defects in cellular mechanosensing were reported to be the cause of various diseases, such as deafness, atherosclerosis or cancer. However, mechanisms of mechanical sensing are not thoroughly examined and not many tools for doing such research are available. Genetically encoded FRET-based biosensors are one of the existing methods for studying transfer of mechanical signal in cells. It is a non-invasive method allowing to observe changes in mechanical tension across proteins in living cells. In this thesis, different types of existing genetically encoded FRET-based tension biosensors are introduced together with the process of their development and knowledge gained by their use in research. Key words: mechanical force, mechanosensing, FRET, tension sensor, biosensor development

1 Abstrakt a klíčová slova Mechanické síly mají velký vliv na celý život buněk. Ovlivňují buněčnou proliferaci, migraci či diferenciaci a chyby v buněčném vnímání mechanických sil se ukazují být jednou z příčin různých chorob jako je např. hluchota, ateroskleróza či rakovina. Mechanismy, kterými buňky mechanické síly vnímají, jsou nicméně ještě velmi málo probádány a chybějí nástroje, kterými by je bylo možné zkoumat. Geneticky kódované tenzní biosenzory využívající pro detekci tenze FRET jsou jednou ze současně používaných metod pro studium přenosu mechanického signálu v buňce. Jedná se o neinvazivní metodu, jejíž pomocí je možné v živých buňkách sledovat změny v mechanickém napětí na různých proteinech. V tomto textu jsou představeny různé typy existujících geneticky kódovaných tenzních biosenzorů využívajících FRET, proces jejich vytváření a objevy díky nim získané. Klíčová slova: mechanická síla, mechanosenzitivita, FRET, tenzní senzor, příprava biosenzoru