Las protuberancias y contracciones celulares generan propagación de la tensión de la membrana a largo alcance

Área de la Ciencia:

• Mecánica celular
• La biofísica
• Biología celular

Sus antecedentes:

• La tensión de la membrana integra la fisiología celular y es crucial para la polaridad y la migración celular.
• Los estudios anteriores contradicen si las membranas celulares apoyan o resisten la propagación de la tensión.
• Las discrepancias pueden surgir del uso de fuerzas exógenas que no imitan las fuerzas celulares endógenas.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos de propagación de la tensión de la membrana dentro de las células.
• Diferenciar los efectos de las fuerzas endógenas frente a las exógenas en la transmisión de la tensión.
• Para aclarar cómo las fuerzas celulares influyen en la dinámica de tensión de la membrana global.

Principales métodos:

• Utilizó optogenética para controlar con precisión las protuberancias localizadas basadas en actina y las contracciones de actomyosina.
• Utiliza pinzas ópticas de doble trampa para controlar la propagación de la tensión de la membrana en tiempo real.
• Desarrolló un modelo mecánico unificador para explicar la propagación de la tensión observada.

Principales resultados:

• Las protuberancias impulsadas por la actina y las contracciones de la actomyosina indujeron rápidamente la propagación de la tensión de la membrana global.
• Las fuerzas aplicadas únicamente a las membranas celulares no dieron lugar a una propagación de tensión significativa.
• La participación de la corteza de actina es crítica para la transmisión robusta y de largo alcance de la tensión de la membrana.

Conclusiones:

• Las fuerzas celulares que involucran a la corteza de actina impulsan la propagación rápida y global de la tensión de la membrana.
• La transmisión de la tensión de la membrana está mediada por flujos de membrana de largo alcance vinculados al citoesqueleto de actina.
• Este hallazgo reconcilia las observaciones contradictorias anteriores con respecto a la propagación de la tensión de la membrana.