Wrapping Pathways of Anisotropic Dumbbell Particles by Giant Unilamellar Vesicles.
Wrapping Pathways of Anisotropic Dumbbell Particles by Giant Unilamellar Vesicles.
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DOI：
10.1021/acs.nanolett.3c00375
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发表时间：
2023-05-24
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Kraft, Daniela J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Azadbakht, Ali;Meadowcroft, Billie;Varkevisser, Thijs;Saric, Andela;Kraft, Daniela J.
内吞作用是参与营养物质、病原体或疾病治疗的关键细胞过程。大多数研究都集中在球形物体上，而生物相关的形状可以是高度各向异性的。在这封信中，我们使用一个实验模型系统的基础上巨大的单层囊泡（GUV）和哑铃形的胶体颗粒来模仿和调查的被动内吞过程的第一阶段：吞噬的各向异性物体的膜。我们的模型具有特定的配体-受体相互作用实现的移动的受体的囊泡和im移动的配体的颗粒。通过一系列的实验，理论和分子动力学模拟，我们量化的各向异性哑铃GUV的包裹过程，并确定不同阶段的包裹途径。我们发现，哑铃颈部的强曲率变化以及膜张力在确定缠绕速度和最终状态方面都是至关重要的。
Endocytosis is a key cellular process involved in the uptake of nutrients, pathogens, or the therapy of diseases. Most studies have focused on spherical objects, whereas biologically relevant shapes can be highly anisotropic. In this letter, we use an experimental model system based on Giant Unilamellar Vesicles (GUVs) and dumbbell-shaped colloidal particles to mimic and investigate the first stage of the passive endocytic process: engulfment of an anisotropic object by the membrane. Our model has specific ligand–receptor interactions realized by mobile receptors on the vesicles and immobile ligands on the particles. Through a series of experiments, theory, and molecular dynamics simulations, we quantify the wrapping process of anisotropic dumbbells by GUVs and identify distinct stages of the wrapping pathway. We find that the strong curvature variation in the neck of the dumbbell as well as membrane tension are crucial in determining both the speed of wrapping and the final states.
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