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Mechanical properties of plasma membrane vesicles correlate with lipid order, viscosity and cell density

微粘度 等离子体 化学 生物物理学 膜曲率 小泡 细胞膜 生物化学 生物 量子力学 物理
作者
Jan Steinkühler,Erdinç Sezgin,Iztok Urbančič,Christian Eggeling,Rumiana Dimova
出处
期刊:Communications biology [Nature Portfolio]
卷期号:2 (1) 被引量:139
标识
DOI:10.1038/s42003-019-0583-3
摘要

Abstract Regulation of plasma membrane curvature and composition governs essential cellular processes. The material property of bending rigidity describes the energetic cost of membrane deformations and depends on the plasma membrane molecular composition. Because of compositional fluctuations and active processes, it is challenging to measure it in intact cells. Here, we study the plasma membrane using giant plasma membrane vesicles (GPMVs), which largely preserve the plasma membrane lipidome and proteome. We show that the bending rigidity of plasma membranes under varied conditions is correlated to readout from environment-sensitive dyes, which are indicative of membrane order and microviscosity. This correlation holds across different cell lines, upon cholesterol depletion or enrichment of the plasma membrane, and variations in cell density. Thus, polarity- and viscosity-sensitive probes represent a promising indicator of membrane mechanical properties. Additionally, our results allow for identifying synthetic membranes with a few well defined lipids as optimal plasma membrane mimetics.
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