membraanvervorming

Membraanvervorming is het proces waarbij de vorm van een membraan – meestal een lipide dubbellaag zoals de plasmamembraan of membranen van organellen – verandert. Voorbeelden zijn buiging, invaginatie, uitstulpingen, tubulatie en de vorming van blaasjes. Vervorming ontstaat door interacties tussen lipiden en eiwitten, en door mechanische krachten in en rond de cel.

Mechanismen achter membraanvervorming vereisen vaak eiwitten en lipiden met krommingvoorkeur. Eiwitten met BAR-domeinen kunnen de membraan langs een scaffold vormen en zo kromming afleiden. Amfifatische helices die in de buitenlaag van de membraan steken kunnen lokaal spanning veroorzaken en een buiging induceren. Lipiden met intrinsieke kromming, zoals sommige fosfolipiden, dragen eveneens bij aan de vormverandering. Daarnaast leveren krachten uit het cytoskelet, zoals actinepolymerisatie en motorproteïnen, richting en kracht die nodig zijn voor verdere structuurvorming en knippen van vesicles.

Belangrijke biologische processen waarin membraanvervorming een rol speelt zijn onder meer endocytose en exocytose (waar blaasjes van en naar het plasmamembraan worden gevormd), vesikeltrajecting tussen organellen en de vormgeving van mitochondriale en Golgi-membranen. Door mechanische signalen en flexibiliteit van membranen kunnen cellen reageren op spanning, druk en contact met de omgeving.

Onderzoek naar membraanvervorming maakt vaak gebruik van modelmembranen zoals grote unilamellulaire vesicles en technieken als cryo-EM, fluorescence-m microscopie en optische tweezers om de krachten en mechanismen te bestuderen. In biotechnologie en geneeskunde spelen gecontroleerde membraanvervormingen een rol bij liposomen en nanocarriers voor geneesmiddelen, en bij het begrijpen van pathologische processen waarin vesikelvervoer ontbreekt of verstoord raakt.