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  • Se ha desarrollado un nuevo modelo que simula la acumulación de lípidos en membranas

    Los investigadores hicieron una simulación de un nanotubo de carbono introducido en la membrana lipídica. Crédito:Universitat Rovira i Virgili

    El colesterol es fundamental para la formación de las membranas celulares de los mamíferos y forma parte de muchos procesos de la vida. Uno de los conceptos más controvertidos en biofísica es la hipótesis de las llamadas balsas lipídicas:áreas de altas concentraciones de colesterol y glucoesfingolípidos en membranas. Estas balsas de lípidos, también conocidos como microdominios lipídicos, son áreas de la membrana celular en las que los lípidos y el colesterol se acumulan y juegan un papel importante en la función celular. En la actualidad, la presencia de balsas lipídicas en células vivas es solo una hipótesis porque aunque varios estudios de laboratorio han intentado simularlas mezclando dos tipos de lípidos y colesterol, ninguno ha logrado detectarlos o determinar si realmente existen, cómo se forman y cómo funcionan en células vivas.

    Se sospecha que las balsas lipídicas también son responsables de la aparición de enfermedades como Creutzfeldt-Jakob o SIDA, cuyos patógenos pasan a través de ellos para ingresar a las células. Por lo tanto, comprender su mecanismo es fundamental para determinar cómo se desarrollan estas enfermedades.

    Un equipo de físicos liderado por el investigador del Departamento de Ingeniería Química de la URV Vladimir Baulin ha diseñado un experimento que simula la formación de un nuevo tipo de balsa lipídica a escala nanométrica alrededor de objetos incrustados en las membranas como proteínas y canales iónicos. Los resultados de este estudio se han publicado en la revista Cartas de revisión física .

    "Los canales de iones son una especie de proteína transmembrana, es decir, abarcan toda la membrana celular, que, junto con proteínas, permitir que iones específicos pasen de un lado de la membrana al otro. Forman parte de ella y contienen colesterol. Se desconoce el papel que juegan las proteínas transmembrana en la posible formación de estos nanodominios de colesterol. ", dice Vladidimir Baulin sobre los resultados de la investigación.

    En esta investigación, los científicos han llevado a cabo un experimento con una membrana lipídica muy similar a las células humanas en términos de escala de tamaño, y la dimensión y composición del colesterol. Sustituyeron la proteína transmembrana por un nanotubo de carbono ultracorto, de 10 nanómetros de largo. Y después de una serie de simulaciones, confirmaron que estos dominios, las balsas de lípidos, son muy dinámicos, se forman y luego desaparecen solo para volver a formarse y existen durante aproximadamente 10 nanosegundos.

    El equipo también hizo otro descubrimiento importante sobre el papel del colesterol en las membranas:el colesterol puede ser responsable de desestabilizar las membranas y ayudar a que los objetos de tamaño nanométrico entren en las células. "Fue como encontrar la llave para abrir y cerrar puertas a través de una membrana, ", dijo Vladimir Baulin." Descubrimos que cuando hay altas concentraciones de colesterol, los nanotubos pueden salir espontáneamente de la membrana en cuestión de milisegundos. Pero si la membrana no tiene colesterol, permanecen atrapados dentro ".

    Este estudio puede servir para desarrollar nuevos enfoques cruciales para la investigación de balsas lipídicas, por lo que también se comprenderá mejor el desarrollo de algunas enfermedades y procesos celulares.


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