Physical principles of membrane remodelling during cell mechanoadaptation

Abstract

Los procesos biológicos en cualquier entorno fisiológico implican cambios en la forma celular, que deben ser alojados por su envoltura física - la membrana celular. Sin embargo, los principios biofísicos fundamentales por los que la membrana celular permite y responde a cambios de forma no están claros. Aquí mostramos que la remodelación 3D de la membrana en respuesta a una amplia diversidad de perturbaciones fisiológicas puede explicarse por un proceso puramente mecánico. Este proceso es pasivo, local, casi instantáneo, antes de cualquier remodelación activa, y genera diferentes tipos de invaginaciones de membrana que puede almacenar y liberar repetidamente grandes fracciones de la membrana celular. Además, demuestran que la forma de dichos invaginaciones está determinada por el mínimo de la energía elástica y adhesiva requerido para almacenar tanto área de la membrana y el volumen de líquido en la interfase entre célula y sustrato. Una vez formado, las células reabsorben las invaginaciones a través de un proceso activo, con una duración del orden de minutos.