Integración de técnicas experimentales y de simulación para dilucidar aspectos de la exocitosis acrosomal - Suhaiman, Laila (2019)

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El espermatozoide posee un gránulo secretorio (acrosoma) que exocita frente a diferentes estímulos, en un proceso denominado exocitosis acrosomal (EA). Se ha demostrado que antes de la EA, el acrosoma se hincha y la membrana acrosomal externa (MAE) sufre invaginaciones/evaginaciones necesarias para que ocurra la aposición de la misma con la membrana plasmática, permitiendo la fusión en múltiples puntos. Postulamos que el aumento de superficie que ocurre en la MAE se debe a remodelación lipídica. Nuestra hipótesis es que los estímulos exocíticos cambian la composición y distribución de lípidos de las membranas permitiendo la fusión de las mismas. El requerimiento espacial de las regiones polares y no polares de los lípidos determina su forma geométrica (cónica, cónica invertida y cilíndrica), afectando la curvatura de las membranas. El objetivo general de esta propuesta es investigar la dinámica de remodelación/relocalización de lípidos de membrana durante la EA, recurriendo al uso combinado de experimentos y modelado computacional. El plan de trabajo se realizara en el Grupo de Biofísica y Materia Condensada Blanda, liderado por el Dr. Del Pópolo en la FCEN, y la parte experimental en el Lab. De Lípidos y Exocitosis Acrosomal, de la Dra. Silvia Belmonte en el IHEM. Como objetivos específicos proponemos: 1-Cuantificar la correlación entre composición de lípidos y curvatura de membrana, usando técnicas de biofísica computacional. Objetivo que se desprende como una continuación del proyecto anterior; 2-Poner a punto la técnica de microscopía electrónica de transmisión para evaluar el efecto de la adición exógena de lípidos con diferente geometría. El análisis biofísico-computacional se realizará mediante la aplicación del modelo grano grueso (GG) MARTINI que proveerá información sobre composición de lípidos y curvatura local. Aplicaremos la Dinámica Molecular basada en modelos de GG para dilucidar los detalles a escala molecular del proceso de fusión, focalizándonos en la redistribución de lípidos. El resultado final del proyecto será un modelo de procesos biofísicos y un modelo experimental que logren explicar lo que ocurre durante la EA.