Fizika strukturiranja aktivnih složenih membrana: Rekonstitucijski pristup

Glavni istraživač

Tip projekta
u tijeku
Program
Istraživački projekti
Financijer
Hrvatska zaklada za znanost
Datum početka
15.12.2025.
Datum završetka
14.12.2028.
Status
Aktivan
Iznos financiranja
196549 EUR
Više informacija

Formiranje domena u staničnim membranama ključno je za prijenos signala i regulaciju sila važnih za mnoge procese, uključujući kretanje stanica i adheziju. Danas su poznati različiti mehanizmi koji vode k nehomogenoj organizaciji membrane. Međutim, membrane, koje sadrže više tipova proteina unutar smjese lipida i čije je ponašanje oblikovano aktivnim procesima, predstavljaju veliki izazov za eksperimentalne rekonstrukcije u neravnotežnim uvjetima, kao i za konceptualizaciju pomoću teorijskih modela. Postavljamo hipotezu da multi-lipidna i multi-proteinska složenost ovih membrana stvara okvir za samoizgradnju nakupina proteina kroz interakcije posredovane membranom. Osim toga, sugeriramo da stanični procesi dodatno pojačavaju ove učinke generiranjem naprezanja uvjetovanih lokalnim sastavom membrane. Kako bismo testirali ove hipoteze, oslonit ćemo se na vrlo uspješnu suradnju A. Smith s IRB-a u Zagrebu i K. Sengupte iz Marseillea. Korištenjem svog znanja u statističkoj fizici, biofizici, analitičkom i računalnom modeliranju, tim na IRB-u iskoristit će uvide iz eksperimenata K. Sengupte izvršenih na jedinstvenom modelnom sustavu – vezikulama izgrađenim od nekoliko vrsta lipida i kolesterola u kojima obitavaju kaderin i integrin receptori, dok se u unutrašnjosti polimerizira i depolimerizira aktin. Ponašanje tih vezikula motivirat će izradu teorijskog okvira za oblikovanje složenih, aktivnih membrana. To će uključivati razvoj koncepata neravnotežne fizike za izračunavanje faznih dijagrama pasivnih i aktivnih složenih sustava. Nadalje, oslonjeni na formalno ogrubljivanje razlučivosti teorije, unaprijedit ćemo naše pristupe kako bismo istražili utjecaj aktivnosti na organizaciju membrane, promjene oblika stanica, adheziju i mobilnost, kako je to prikazano u eksperimentima sa staničnim modelima I. Webera s IRB-a. Ova istraživanja dovest će do značajno dubljeg razumijevanja podrijetla proteinskih nakupina u staničnim membranama te njihovih veza s funkcijom stanica.