分子動力學模擬提供了力誘導FAK活化的原子細節(jié)。從FAK（1）的自抑制構象開始，力誘導一系列變化，從而導致FAK（2-4）完全開放和活躍。

細胞骨架是一種結構，不僅可以幫助細胞維持其形狀和內部組織，還可以使它們執(zhí)行功能，例如向遠離其起源的位置移動和遷移。遷移是癌細胞擴散到另一個器官或組織（轉移）的重要組成部分。

迄今為止，這種關聯還沒有被完全理解。細胞骨架產生的機械力如何轉化為控制細胞遷移的生化信號？Daniel Lietha在西班牙國家癌癥研究中心（CNIO）工作期間，領導了一項國際研究，以回答這個問題。這項發(fā)表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上的研究發(fā)現，FAK蛋白是一個關鍵分子，可響應細胞骨架產生的力，激活調節(jié)細胞粘附和遷移的生化信號。這些發(fā)現拓寬了腫瘤侵襲和轉移的知識。

黏著斑激酶（FAK）存在于細胞骨架中，并將細胞錨定在其外部環(huán)境的組成部分上。該研究的共同通訊作者Lietha解釋說：“這是一種信號分子，是細胞骨架中肌動蛋白絲收縮所產生的力所激活的結構中的關鍵�！� “直到現在，還不清楚FAK是否可以充當細胞運動所需的這些力的傳感器。基于FAK是這樣的傳感器的假設，我們進行了研究�！�

研究人員使用原子力光譜法來模擬肌動蛋白絲在細胞骨架中收縮產生的力。他們發(fā)現FAK改變了對這些力量的反應。這些變化之一與FAK激活細胞遷移所涉及的生化信號時所采用的形狀有關。

原子力光譜技術是一種研究受力下標本行為的技術，包括完整的細胞和單個分子。Lietha說：“實際上，我們使用了LMU的Hermann Gaub團隊率先采用的這項技術的特定配置，其靈敏度和精確度可以對單個分子進行高精度的測量。”

由于這項技術，研究人員獲得了有關FAK的詳細機械信息，再加上其原子結構的知識，可以用力如何誘導結構變化來激活FAK來解釋。HITS的分子生物力學小組在高性能計算機上模擬了此過程，以獲取這些事件的完整動態(tài)視圖。小組負責人FraukeGr?ter說：“我們成功地詳細揭示了FAK激活的關鍵步驟�！� “我們可以證明這種信號蛋白不僅被力量激活，而且在進一步伸展時仍保持活性�！�

細胞的機械環(huán)境會影響其行為。粘著斑激酶充當細胞外和細胞內框架變化的傳感器。該出版物的第一作者馬格努斯·鮑爾（Magnus Bauer）表示：“在單分子原子力顯微鏡實驗和分子導向動力學模擬中，我們觀察到了FAK的自抑制復合物的受力介導的打開，進而激活了激酶�！焙湍侥岷诖髮W實驗方法LMU的Hermann Gaub小組的研究生。

在細胞中，FAK的機械活化是在細胞骨架和細胞外基質之間的壓力下觸發(fā)的。鮑爾說：“使用FAK，似乎我們發(fā)現了第一個非肌肉酶是通過機械力直接激活的�！� “將我們的數據轉移到細胞系統(tǒng)中，我們認為將生理力轉化為生化信號可能是觸發(fā)癌細胞遷移的一種方式�！�

這些是將要深入研究腫瘤侵襲和轉移的關鍵發(fā)現。Lietha說：“在腫瘤中，基質的硬化導致通過FAK激活信號通路的力增加，從而強烈促進腫瘤的侵襲和轉移�！� 基質是圍繞腫瘤中的癌細胞并影響其進展的組織。了解基質變硬及其在粘附信號激活中的意義與腫瘤浸潤的關系可以為針對這種機制的療法的開發(fā)提供基礎。

現在已經發(fā)現由細胞骨架產生的力促使FAK發(fā)生構象變化，需要進一步的研究來測量響應機械力的生化信號。