El cos humà és un mosaic complex format per un gran nombre de cèl·lules amb diferents propietats, però totes comparteixen una característica comuna: posseeixen una coberta extern (també anomenada membrana), que es corba a escala micromètrica i nanométrica.
Durant funcions cel·lulars essencials com la migració, l’endo/exocitosi, o quan es deformen per forces externes, les membranes cel·lulars canvien constantment de forma. Aquí, les proteïnes BAR juguen un paper fonamental. No obstant això, no es coneixien bé els detalls de la dinàmica i la mecanoquímica del procés fins al moment.
Ara, un grup d’investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) publiquen nous resultats en la Revista Nature Communications, que estableixen les bases per a comprendre diversos processos de deformació de membranes, que ocorren tant en escenaris fisiològics normals de la cèl·lula, com en situacions de malaltia. Específicament, els investigadors descriuen esdeveniments nous de remodelació d’estructures de membrana de baixa curvatura per proteïnes BAR, que anteriorment no es consideraven. Els investigadors també mostren com la deformació mecànica de la membrana desencadena una resposta bioquímica mitjançada per proteïnes BAR.
La clau per a comprendre les membranes cel·lulars i la seva curvatura
Experimentalment, els investigadors van desenvolupar un sistema in vitro per a deformar mecànicament membranes artificials, exposar-les a proteïnes BAR purificades i observar la dinàmica resultant mitjançant microscòpia confocal. A més, els investigadors van desenvolupar models teòrics per a comprendre el procés, analitzant la dinàmica i mecanoquímica. Combinant enfocaments experimentals i teòrics, els investigadors també van observar que les deformacions de la membrana cel·lular depenen de la forma inicial de la membrana.
Anabel-Lise le Roux (IBEC) i Caterina Tozzi (UPC), co-primeres autores de l’estudi, expliquen la importància de comptar amb enfocaments tant experimentals com teòrics per a comprendre processos de deformació tan complexos:
La interacció realment estreta entre els experiments i la modelització va ser essencial per a comprendre en profunditat un procés mecanoquímic molt complex.
Anabel-Lise Le Roux i Caterina Tozzi.
El treball publicat, en Nature Communications, ha estat liderat pels investigadors sènior Marino Arroyo (UPC) i Pere Roca-Cusachs (IBEC / UB).
Article de referència: Anabel-Lise Le Roux, Caterina Tozzi, Nikhil Walani , Xarxa Quiroga, Dobryna Zalvidea, Xavier Trepat, Margarita Staykova, Marino Arroyo, Pere Roca-Cusachs. Dynamic Mechanochemical feedback between curved membranes and BAR protein self-organization. Nat Commun 12, 6550 (2021).
