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细胞可以通过细胞粘附感知细胞外基质的刚度、配体密度等物理特性，从而主动调节其行为与功能。近年来，研究人员发现改变细胞外基质的配体间距可以影响黏着斑的尺寸、细胞铺展甚至分化。这些研究表明细胞具有感知配体空间分布的能力，然而细胞对配体间距的空间感知的物理机理仍待厘清。

针对此问题，中国科学技术大学近代力学系生物力学团队公泽特任教授、姜洪源教授等通过拓展现有的分子马达离合器模型（motor-clutch model）并应用Gillespie算法仿真发现，更大的配体间距减少了由肌球蛋白(myosin)产生的基底位移场的叠加效应，进而增加了细胞力敏感受体所感知的有效刚度（见图1）。这一成果近期以“Superposition of Substrate Deformation Fields Induced by Molecular Clutches Explains Cell Spatial Sensing of Ligands”为题发表在ACS Nano上，详见链接https://doi.org/10.1021/acsnano.4c03667

课题组23级硕士研究生薛睿豪为论文第一作者，中国科学技术大学工程科学学院公泽特任教授与姜洪源教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委、中国科大“双一流”项目科研经费等项目的支持。