A novel nanotopography-based approach for reshaping nuclear morphology and gene transcription

Cellekjernen fungerer som et kontrollsenter for cellen og spiller en viktig rolle i hvordan celler reagerer på fysiske krefter fra miljøet rundt dem. Vår forståelse av disse responsene er imidlertid ufullstendig på grunn av mangel på verktøy for å manipulere celler og deres kjerner. For å løse denne utfordringen utvikler vi avanserte nanostrukturerte overflater. Ved å plassere celler på disse overflatene kan vi deformere cellekjernen og utforske hvordan spesifikke gener reagerer på kontrollerte mekaniske påvirkninger. Fremskritt innen nanoteknologi, eksperimentelle teknikker og beregningsverktøy har gjort denne innovative tilnærmingen mulig. Denne forskningen er viktig fordi den kan føre til forbedrede behandlinger for sykdommer som kreft, hvor endrede mekaniske responser i celler er en kritisk faktor.

The cell and its nucleus constantly responds and adapts to external mechanical cues. Alterations in nuclear morphology as well as in the state of DNA condensation impact cell homeostasis, differentiation and pathogenesis. Indeed, alterations in nuclear morphologies have been considered a hallmark of cancer for decades. However, tools for inducing controlled nuclear deformations and for measuring cell and nuclear response are lacking. This severely hampers our ability to properly understand and predict how cells respond to mechanical changes in their surroundings. In this project, we propose the development and implementation of novel nanostructured surfaces to induce controlled nuclear deformation, and subsequently read out nuclear effects on DNA condensation and gene expression. This is now becoming possible due to recent progress in nanofabrication coupled with cutting edge experimental and computational tools developed by us and others.