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FP7

BioLink — Resultado resumido

Project ID: 299741
Financiado con arreglo a: FP7-PEOPLE
País: Países Bajos

Un modelo biomimético innovador del citoesqueleto

El citoesqueto, una red de polímeros compuesta principalmente por filamentos que forman una estructura de soporte, es el responsable de dar forma y rigidez a la célula. Con objeto de caracterizar las propiedades mecánicas del citoesqueleto en relación a su composición, el equipo de un proyecto europeo propone generar una red híbrida entre actina y ADN.
Un modelo biomimético innovador del citoesqueleto
La capacidad de la célula de adaptar de forma activa su estructura y sus propiedades mecánicas viene dada por proteínas motoras del citoesqueleto como la miosina II. Generalmente, este proceso se activa mediante cambios en las propiedades físicas de los tejidos adyacentes. La célula percibe estos cambios a través de complejos proteicos localizados en su membrana, conocidos como adhesiones focales.

Las propiedades mecánicas del citoesqueleto determinan la forma en la que la célula percibe las fuerzas mecánicas y las propaga y transmite a través de la matriz extracelular. El objetivo principal del proyecto «Biomimetic model of the cell cytoskeleton: Polymer networks cross-linked with DNA strands» (BIOLINK), financiado con fondos comunitarios, es entender los factores físicos implicados en la adaptabilidad mecánica del citoesqueleto. Para ello, los científicos investigan las interconexiones entre la actividad de los motores moleculares y las propiedades mecánicas del citoesqueleto, reguladas en gran medida por entrecruzamientos.

En aras de alcanzar esta meta, los científicos proyectan crear un sistema de modelo único con la hibridación de filamentos de actina a moléculas de ADN. Mediante la variación de la longitud del ADN utilizado, los científicos pretenden controlar la fuerza y la rigidez del biomaterial que forma el citoesqueleto. Se están analizando los enlaces tanto covalentes como de otro tipo formados entre el ADN y la actina.

Con este ensayo experimental, los investigadores estudiarán las propiedades reológicas dinámicas y la respuesta viscoelástica no lineal de la red ADN-actina. Además, la visualización directa permitirá una reconstrucción en 3D de la estructura y la generación de modelos teóricos.

Los científicos se interesaron también en relacionar la actividad motora con la estructura entrecruzada a fin de controlar la autoorganización de las redes de polímeros activas. Para lograr este objetivo y evaluar los efectos de la actividad motora sobre la reología de la red, utilizarán láseres para microrreología activa y pasiva.

Los hallazgos de BIOLINK mejorarán el conocimiento sobre el papel de las interacciones físicas en la regulación de procesos como la morfogénesis tisular. Además, se espera que el modelo biomimético del citoesqueleto generado en el proyecto sea de utilidad como base para la creación de materiales inspirados en la célula con miras a la ciencia de materiales así como el desarrollo de matrices similares a tejidos destinadas a mejorar la ingeniería de tejidos.

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