Symulacje adhezji i fuzji błon biologicznych w skali

Błony komórkowe zawierają domeny białkowo-lipidowe o rozmiarach od 10 do 200 nm, które są heterogenne, wysoce dynamiczne i wzbogacone w sterole i sfingolipidy. Te nanodomeny zwane są tratwami lipidowymi i spełniają różne funkcje biologiczne – głównie w procesach sygnalizacji i transportu błonowego. Przedmiotem intensywnych badań są mechanizmy fizyczne leżące u podstaw zmian dynamiki i przestrzennego rozmieszczenia tratw lipidowych w błonach.

Głównym celem projektu jest zbadanie, w jaki sposób adhezja błon wpływa na przestrzenny rozkład tratw lipidowych oraz na agregację lub kondensację receptorów błonowych stowarzyszonych z tratwami lipidowymi. Zrozumienie tych procesów będzie szczególnie istotne w kontekście transdukcji sygnału przez błonę komórkową, gdyż indukowana wiązaniem ligandu agregacja receptorów błonowych jest powszechnym procesem wyzwalającym sygnały wewnątrzkomórkowe. Kolejnym celem projektu jest zbadanie wpływu tratw lipidowych na siłę i stopień kooperatywności wiązania receptorów błonowych z ligandami oraz na przestrzenny rozkład kompleksów receptor-ligand.

Użyte zostaną dwie metody obliczeniowe: 1) symulacje Monte Carlo mezoskopowego modelu adhezji błon oraz 2) symulacje DPD (od ang. Dissipative Particle Dynamics) w ramach gruboziarnistego modelu lipidów.