Opis projektu
Badanie organizacji błony komórkowej
Błony komórkowe to złożone struktury składające się z lipidów, białek i węglowodanów, które współpracują ze sobą, tworząc selektywnie przepuszczalną barierę oddzielającą komórkę od jej środowiska zewnętrznego. Pomimo rozległej wiedzy na temat właściwości i funkcji błon komórkowych nasza obecna znajomość organizacji błon jest ograniczona ze względu na trudności związane z badaniem ich in vivo. Zespół finansowanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu COMP-MICR-CROW-MEM planuje wykorzystanie zaawansowanej mikroskopii obliczeniowej do badania interakcji lipidów z białkami w złożonych fragmentach błon odwzorowujących rzeczywiste warunki panujące w komórce. Celem projektu jest opracowanie ram na potrzeby symulacji procesów biomolekularnych, zbadanie procesów sortowania i grupowania białek oraz pozyskanie wiedzy na temat budowy cząsteczkowej realistycznych błon biologicznych.
Cel
Cell membranes form a highly complex and heterogeneous mixture of membrane proteins and lipids. Understanding the protein-lipid interplay that gives rise to the lateral organisation principles of cell membranes is essential for life and health. Thus, investigations of these crowded membranes is emerging as a new and exceptionally exciting frontier at the crossroads of biology, life sciences, physics, and chemistry.
However, our current understanding of the detailed organisation of cellular membranes remains rather elusive. Characterisation of the structural heterogeneity in-vivo remains very challenging, owing to the lack of experimental methods suitable for studying these fluctuating nanoscale assemblies of lipids and proteins with the required spatio-temporal resolution. In recent years, computer simulations have become a unique investigatory tool for understanding the driving forces governing the lateral organisation of cellular membrane components and this “computational microscopy” has become indispensible as a complement to traditional microscopy methods.
In this ERC project I will, using advanced computational microscopy, study the interaction of lipids and proteins in complex, crowded, membrane patches, to enable the driving forces of membrane protein sorting and clustering to be unravelled at conditions closely mimicking real cellular membranes. The specific objectives are:
• To develop a novel computational microscopy framework for simulating biomolecular processes at multiple resolutions.
• To use this new computational microscopy framework to investigate the driving forces of membrane protein sorting and clustering.
• To provide a molecular view of realistic, crowded, biological membranes composed of hundreds of different lipids and proteins.
The outcomes will enable subsequent studies of many different types of cell membranes based on forthcoming lipidomics studies and progress in structural characterisation of membrane proteins.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
9712CP Groningen
Niderlandy