Symulacje gruboziarniste kondensatów biomolekularnych i błon lipodowych

Identyfikator grantu: PT00936

Kierownik projektu: Bartosz Różycki

Instytut Fizyki PAN w Warszawie

Warszawa

Data otwarcia: 2022-02-09

Streszczenie projektu

Streszczenie: Tematyka projektu leży na pograniczu biofizyki molekularnej i fizyki materii miękkiej. Obiektem badań będą kondensaty biomolekularne tworzone przez białka pozbawione struktury trzeciorzędowej i wiążące się do powierzchni błon lipodowych. Głównym celem projektu jest zbadanie mechanizmów deformacji błon lipidowych przez tego typu kondensaty biomolekularne.

Tło projektu: Rozdzielenie faz w wodnych roztworach biomolekuł leży u podstaw powstawania bezbłonowych organelli komórkowych i innych kondensatów biomolekularnych, co jest obecnie tematem intensywnych badań [1,2]. Dotychczasowe badania skupione były przede wszystkim na molekularnych mechanizmach tworzenia kondensatów biomolekularnych w środowisku wodnym oraz na wyznaczaniu własności fizykochemicznych tych kondensatów. Pewne białka tworzące kondensaty biomolekularne (np. galektyna 3) [3] oddziałują natomiast na błony komórkowe (galektyna 3 indukuje endocytozę niezależną od klatryny) [4]. Oddziaływanie tego typu kondensatów biomolekularnych na błonami jest słabo poznane. Celem projektu jest wypełnienie tej luki poznawczej.

Metody i zadania badawcze: W ramach proponowanego projektu użyty zostanie gruboziarnisty model polimerów i lipidów, w ramach którego cząsteczka lipidu reprezentowana jest przez grupę zaledwie ~15 ziaren [5-8]. Wykonane zostaną symulacje DPD (od ang. dissipative particle dynamics) tworzenia kondensatów biomolekularnych – zarówno w rozworach wodnych jak i na powierzchniach błon lipidowych. Zbadane zostaną w szczególności deformacje błon lipidowych zachodzące na skutek oddziaływania lipidów z kondensatami biomolekularnymi.

Inne informacje: Projekt wspierany jest przez Narodowe Centrum Nauki w ramach programu Opus 20 (grant numer 2020/39/B/NZ1/00377).

Bibliografia
[1] Choi, Holehouse & Pappu, Annual Review of Biophysics 49, 107-133 (2020).
[2] Banani, Lee, Hyman & Rosen, Nature Reviews Molecular Cell Biology 18, 285-298 (2017).
[3] Chiu, et al., Nature Communications 11, 1229 (2020).
[4] Lakshminarayan, et al., Nature Cell Biology 16, 592-603 (2014).
[5] Różycki & R Lipowsky, Journal of Chemical Physics 142, 054101 (2015).
[6] Różycki & R Lipowsky, Journal of Chemical Physics 145, 074117 (2016).
[7] Satarifard, Grafmüller & Lipowsky, ACS Nano 12, 12424-12435 (2018).
[8] Shillcock, et al., Soft Matter 16, 6413-6423 (2020).

Publikacje

  1. Bartosz Różycki, Evzen Boura, Conformational ensemble of the full-length SARS-CoV-2 nucleocapsid (N) protein based on molecular simulations and SAXS data, Biophysical Chemistry 288, (2022) 106843
  2. Midhun Mohan Anila, Rikhia Ghosh, Bartosz Różycki, Membrane curvature sensing by model biomolecular condensates, Soft Matter 19, (2023) 3723-3732
  3. Andrea Eisenreichova, Martin Klima, Midhun Mohan Anila, Alena Koukalova, Jana Humpolickova, Bartosz Różycki, Evzen Boura, Crystal structure of the ORP8 lipid transport ORD domain: Model of lipid transport, Cells 12, (2023) 1974
  4. Long Li, Chen Gui, Jinglei Hu, Bartosz Różycki, Membrane-mediated cooperative interactions of CD47 and SIRPα, Membranes 13, (2023) 871


← Powrót do spisu projektów

CONTACT

Our consultants help future and novice users of specialized software installed on High Performance Computers (KDM) at the TASK IT Center.

Contact for High Performance Computers, software / licenses, computing grants, reports:

kdm@task.gda.pl

Administrators reply to e-mails on working days between 8:00 am – 3:00 pm.