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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

To Close or to Collapse: The Role of Charges on Membrane Stability upon Pore Formation

Texto completo
Autor(es):
Lira, Rafael B. [1] ; Leomil, Fernanda S. C. [1] ; Melo, Renan J. [2] ; Riske, Karin A. [1, 3] ; Dimova, Rumiana [3]
Número total de Autores: 5
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Univ Fed Sao Paulo, Dept Biofis, BR-04039032 Sao Paulo - Brazil
[2] Univ Sao Paulo, Inst Fis, BR-05508090 Sao Paulo - Brazil
[3] Max Planck Inst Colloids & Interfaces, Dept Theory & Biosyst, D-14424 Potsdam - Germany
Número total de Afiliações: 3
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: ADVANCED SCIENCE; v. 8, n. 11 MAR 2021.
Citações Web of Science: 2
Resumo

Resealing of membrane pores is crucial for cell survival. Membrane surface charge and medium composition are studied as defining regulators of membrane stability. Pores are generated by electric field or detergents. Giant vesicles composed of zwitterionic and negatively charged lipids mixed at varying ratios are subjected to a strong electric pulse. Interestingly, charged vesicles appear prone to catastrophic collapse transforming them into tubular structures. The spectrum of destabilization responses includes the generation of long-living submicroscopic pores and partial vesicle bursting. The origin of these phenomena is related to the membrane edge tension, which governs pore closure. This edge tension significantly decreases as a function of the fraction of charged lipids. Destabilization of charged vesicles upon pore formation is universal-it is also observed with other poration stimuli. Disruption propensity is enhanced for membranes made of lipids with higher degree of unsaturation. It can be reversed by screening membrane charge in the presence of calcium ions. The observed findings in light of theories of stability and curvature generation are interpreted and mechanisms acting in cells to prevent total membrane collapse upon poration are discussed. Enhanced membrane stability is crucial for the success of electroporation-based technologies for cancer treatment and gene transfer. (AU)

Processo FAPESP: 11/22171-6 - Estudo das propriedades biofísicas de vesículas unilamelares gigantes como modelo para entrega intracelular de materiais: eletroporação e fusão de membranas
Beneficiário:Rafael Bezerra de Lira
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 16/13368-4 - Sistemas nanoestruturados: de modelos biomiméticos de membranas a carreadores de bioativos
Beneficiário:Karin Do Amaral Riske
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 08/10544-0 - Estabilidade e permeabilização de bicamadas carregadas sujeitas a campos elétricos
Beneficiário:Renan de Jesus Melo
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Processo FAPESP: 13/07246-5 - Eletroporação e fusão de vesículas eletricamente carregadas
Beneficiário:Rafael Bezerra de Lira
Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado