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Membranas ruidosas

Más información:

Max Planck Tandem Group in Computational Biophysics
http://wwwuser.gwdg.de/~aponte/group

Molecular Biomechanics Group, directed by Professor Frauke Gräter
Heidelberg Institute for Theoretical Studies
Heidelberg, Germany
https://www.h-its.org/en/research/mbm/

Las membranas biológicas envuelven el contenido vital de las células. Las membranas a su vez están compuestas por muchas moléculas muy importantes, cómo lípidos y proteínas, que ejercen un estricto control de la transferencia de información con el exterior. Las células, y por consiguiente sus membranas, se encuentran bajo una constante presión mecánica ejercida por las células vecinas y el exterior. Ésto occurre mientras las células se reproducen, comunican, mueven, o mueren. ¿Es posible que dichas fuerzas mecánicas se propaguen a lo largo de la membrana?

En un reciente estudio, Camilo Aponte Santamaría, director del grupo Max Planck tandem de biofísica computacional de la universidad de Los Andes, junto con sus colegas Jan Brunken y Frauke Gräter de la universidad de Heidelberg en Alemania, utilizaron simulaciones por computador para demostrar que, en efecto, dichos pulsos mecánicos pueden propagarse a través de bicapas lípidicas biológicas, a una gran velocidad. Esta velocidad es del orden de kilómetros por hora y que se asemeja con la velocidad del sonido. Ha sido posible rastrear estos pulsos, a pesar de su rapidez y pequeña intensidad (comparable con el ruido térmico), gracias a métodos computacionales específicamente diseñados para este propósito.

Ésta metodología también ha permitido identificar que los pulsos son capaces de viajar por decenas de nanómetros, y por ende estarían en capacidad de alcanzar muchos de los constituyentes de la membrana en tan sólo unos pocos picosegundos. Los autores de este estudio consideran que éste podría ser un mecanismo de transferencia de información a alta velocidad. En dicho mecanismo, las membranas actuarían como guías de ondas dos-dimensionales muy eficientes. De esta manera se podrían acoplar moléculas distantes en membranas biológicas atestadas. Ésta es una hipótesis muy interesante que podrá ponerse a prueba por medio de experimentos en el futuro.

Publicación original: Camilo Aponte-Santamaría, Jan Brunken, and Frauke Gräter. Stress propagation through biological lipid bilayers in silico. JACS communication. DOI: 10.1021/jacs.7b04724. (2017).

 

Personas involucradas en el estudio:

 

Camilo Aponte Santamaría

Grupo Max Planck Tandem de Biofísica Computacional

Universidad de los Andes

Bogotá, Colombia

 

Jan Brunken

Universidad de Heidelberg

Hieidelberg, Alemania

 

Frauke Gräter

Universidad de Heidelberg e Instituto de Estudios Teóricos de Heidelberg

Hieidelberg, Alemania