Elasticidad de membrana plasmática de levaduras mediante estudios de retracción de Nanotubo

Abstract

Las membranas biológicas constituyen la estructura celular más común en la materia viva, pudiendo ser consideradas como un ejemplo de alta tecnología natural de microencapsulación. Las membranas se comportan como barreras mecánicas semipermeables, regulando el tránsito y la señalización de los compartimentos celulares con el exterior. A su vez, son extremadamente dinámicas tanto de manera global como a pequeña escala espacial. Las interacciones de los lípidos entre sí y con otras moléculas presentes en las membranas (principalmente proteínas) son determinantes para muchas funciones, como la señalización, los procesos de fusión y fisión o la adhesión celular. La forma física de una estructura membranosa está determinada básicamente por su grado de curvatura intrínseca. De igual manera, esta propiedad evidencia la tendencia que tienen los lípidos a formar fases no lamelares. La disposición de los lípidos en la bicapa está directamente relacionada con su forma intrínseca o geométrica, que también condiciona el modo en que estas moléculas se empaquetan e interaccionan entre sí. En este trabajo de tesina se puso foco en la capacidad que tiene la membrana plasmática de cambiar localmente su curvatura. Para realizar estos estudios, deformamos la membrana plasmática localmente, generando tubos de membrana de diámetro nanométrico mediante el empleo de pinzas ópticas. El trabajo se realizó sobre membranas de levaduras Saccharomyces cerevisiae de la cepa BY4741. Estudios previos han demostrado que cuando una bicapa lipídica es sometida a un cambio local de curvatura presenta un comportamiento elástico, mientras que las membranas celulares de mamíferos son marcadamente viscoelásticas. Por otro lado, no se han reportado estudios de deformaciones locales de curvatura en membranas de organismos de otros reinos, que no contienen colesterol sino otros esteroles u hopanoides. Mediante estos experimentos se pretendió poner a punto la metodología a fin de estudiar cómo es la energética de deformación fuera del plano de membrana plasmática de levaduras S. cerevisiae cepa BY4741, la cual contiene un alto porcentaje del esterol ergosterol, en comparación con el comportamiento ya conocido de membrana plasmática de células de mamífero. En este trabajo se encontró que la relajación de nanotubos de membranas plasmáticas de levaduras S. cerevisiae cepa BY4741 ocurre con tiempos característicos 𝜏 en el intervalo 0,02-0,5 s, y si promediamos todos los valores encontrados, obtenemos un valor promedio de 0,2 s ± 0,1 s. Este valor es similar a lo informado para eritrocitos, así como para células tumorales cerebrales en humanos y células de ovario de hámster chino. Hasta donde sabemos, no hay estudios de este tipo reportados en microorganismos eucariotas.