Het onthullen van de dynamische choreografie in meerlagige blaasjes

Onze cellen en de machinerie daarin zijn voortdurend in een dans verwikkeld. Deze dans omvat een verrassend ingewikkelde choreografie binnen de lipidedubbellagen die bestaan ​​uit celmembranen en blaasjes – structuren die afval of voedsel binnen de cellen transporteren. In een recente ACS Nano papierwerpen Luis Mayorga en Diego Masone enig licht op hoe deze blaasjes zichzelf assembleren, kennis die wetenschappers zou kunnen helpen bio-geïnspireerde blaasjes te ontwerpen voor de toediening van medicijnen of hen zou kunnen inspireren om levensechte synthetische materialen te creëren.

Blaasjes met dubbel membraan hebben binnen- en buitenlipidedubbellagen. Hoewel wetenschappers eerder voorspelden dat deze membranen zichzelf in verschillende vormen vouwen en kromtrekken, konden onderzoekers de herschikking niet experimenteel waarnemen. Mayorga en Masone gebruikten dus samen moleculaire dynamicaberekeningen een algoritme ontwikkeld door Bart Bruininks en collega’s naar virtueel “segment” de lagen zodat ze afzonderlijk kunnen worden gezien.

Na het uitvoeren van tientallen simulaties met verschillende blaasjesgroottes en lipidensamenstellingen werden vijf veel voorkomende vormen geïdentificeerd: oblaten en prolaten (langwerpige of afgeplatte klodders), toroïden (donuts), stomatocyten (komvormen) en sferoïden. Dit werk, zeggen de onderzoekers, biedt inzicht in de “onverwachte innerlijke complexiteiten” van hoe lipidelichamen spontaan zichzelf organiseren.