Unraveling Nanoscale Membrane Organization of Gangliosides

Abstract

Tato disertační práce se zaměřuje na to, jak změny v glykanové hlavové skupině gangliosidů ovlivňují jejich schopnost vytvářet nanoskopické domény v syntetických lipidových membránách. Gangliosidy jsou klíčovými složkami membránových heterogenit, často označovaných jako lipidové rafty, a jejich interakce s ostatními druhy lipidů jsou klíčové pro buněčné procesy. Ke studiu těchto mechanismů se v této práci používá MC-FRET (Försterův rezonanční přenos energie analyzovaný pomocí simulací Monte Carlo), fluorescenční technika navržená tak, aby překonala limity rozlišení tradiční mikroskopie. MC-FRET umožňuje detekci nanodomén o velikosti pouhých několika nanometrů a poskytuje přesná měření jejich velikosti a povrchové hustoty. Zásadní je, že nabízí také rozlišení napříč vrstvami, což umožňuje rozlišit mezi nanodoménami spřaženými mezi jednotlivými leafletami membrány a těmi, které jsou nezávislé nebo proti sobě registrované. Tato schopnost řeší kritickou mezeru v tradičních zobrazovacích technikách, které nedokážou rozlišit tloušťku lipidových dvojvrstev v nanoměřítku. Výsledky ukazují, že jemné strukturní rozdíly v glykanové hlavové skupině a počet a uspořádání zbytků kyseliny sialové významně ovlivňují shlukování gangliosidů a stabilitu nanodomén. Tyto strukturní rozdíly ovlivňují jak laterální interakce s...