La motilidad es una propiedad esencial de muchos tipos de células y es impulsada por motores moleculares. Un Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en M ha descubierto ahora que la proteína motora miosina VI contribuye directamente a la deformación de la membrana celular, comorequerido para la locomoción o endocitosis.
Las membranas compuestas por una bicapa lipídica definen la superficie externa de las células nucleadas la membrana plasmática y delimitan los orgánulos vitales dentro de estas células, como las mitocondrias y los núcleos. La curvatura de la membrana determina la forma tridimensional de estas estructuras y espor lo tanto, un factor clave en sus respectivas funciones. Además, la capacidad de deformar activamente las membranas es indispensable para muchos procesos celulares. Utilizando una combinación de enfoques experimentales y teóricos, los grupos de investigación de LMU dirigidos por la Prof. Claudia Veigel Centro Biomédico y el Prof. ErwinFrey Centro Arnold Sommerfeld de Física Teórica, que también es miembro del Centro de Nanociencia de Munich CeNS, ahora ha demostrado que las proteínas llamadas motores moleculares están directamente involucradas en el control de la deformación de la membrana. Los nuevos hallazgos aparecen en la revista en línea Comunicaciones de la naturaleza .
La formación y dinámica de la curvatura de la membrana es el resultado de una interacción compleja entre muchas proteínas diferentes, en la que el citoesqueleto, con el que interactúan los motores moleculares, desempeña un papel importante. Las interacciones motoras permiten que el esqueleto interno de la célula se mueva dinámicamentese descomponen localmente y se vuelven a ensamblar en nuevas configuraciones. Estos procesos, a su vez, ejercen fuerzas indirectas sobre la membrana citoplasmática. Las proteínas motoras se mueven a lo largo de los diversos sistemas de filamentos, que en conjunto componen el citoesqueleto, transportando cargas moleculares a sus destinos. Sin embargo, las proteínas motorasellos mismos también pueden actuar como moléculas de señalización. "Ahora hemos descubierto un tipo de función completamente nuevo para una proteína motora en particular, llamada miosina VI: este motor interactúa directamente con los componentes de la membrana plasmática y altera dinámicamente su forma", dice Laeschkir Würthner, primer autor conjunto del estudio.
"Utilizando marcadores fluorescentes y microscopía de fluorescencia de superresolución pudimos confirmar experimentalmente que la miosina VI se une directamente a la membrana. Combinando estos experimentos con nanopartículas de oro de forma triangular, también encontramos que esta interacción se produce de forma notablemente selectiva yde manera altamente cooperativa, específicamente en lugares donde la curvatura de la membrana adopta una forma de silla de montar. Los sitios de unión aparecen en nanoporos, que son inducidos por fluctuaciones térmicas. Cuando las moléculas de miosina VI se acoplan en estos sitios, lo hacen de una manera dinámicamente variable,patrón similar a una flor, que puede alcanzar diámetros de varios micrómetros alrededor de cada poro. En nuestros experimentos, la circunferencia de estas 'flores' crece a un ritmo constante, que es directamente proporcional a la concentración de miosina disponible ", explica Veigel.
Los autores del estudio proponen que esta función recién descubierta de los motores basados en miosina está involucrada en procesos celulares importantes, como la endocitosis y la formación de protuberancias de membrana. "También hemos desarrollado un modelo teórico cuantitativo, que describe correctamente la proteína"interacción de la membrana y la dinámica resultante de la morfología de la membrana", dice Frey. "Creemos que, en un futuro cercano, nuestro nuevo ensayo y el modelo que lo sustenta nos ayudará a descubrir otros mecanismos de deformación de la membrana y dilucidar el papel universalde la curvatura de la membrana en la función celular ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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