Bicouche lipidique des vésicules génération utilisant microfluidique jets

Christopher W. Coyne; Karan Patel; Johanna Heureaux; Jeanne Stachowiak; Daniel A. Fletcher; Allen P. Liu

doi:10.3791/51510

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Article de méthode

Bicouche lipidique des vésicules génération utilisant microfluidique jets

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DOI :

10.3791/51510

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21 février 2014

Christopher W. Coyne¹ , Karan Patel¹ , Johanna Heureaux¹ , Jeanne Stachowiak³ , Daniel A. Fletcher⁴^,⁵ , Allen P. Liu¹^,²

¹Department of Mechanical Engineering, University of Michigan, ²Department of Biomedical Engineering, University of Michigan, ³Department of Biomedical Engineering, Institute for Cellular and Molecular Biology, The University of Texas at Austin, ⁴Department of Bioengineering, University of California, Berkeley, ⁵Physical Biosciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory

Dans cet article

Résumé

Jet microfluidique contre une bicouche lipidique de l'interface des gouttelettes fournit un moyen fiable pour générer des vésicules avec le contrôle de l'asymétrie de la membrane, l'incorporation de protéines transmembranaires, et l'encapsulation des matériaux. Cette technique peut être appliquée pour étudier une variété de systèmes biologiques où les biomolécules compartimentés sont souhaitées.

Résumé

Bottom-up biologie synthétique présente une nouvelle approche pour l'étude et la reconstitution des systèmes biochimiques et, potentiellement, les organismes minimes. Ce domaine émergent engage des ingénieurs, des chimistes, des biologistes et physiciens de concevoir et assembler des composants biologiques de base dans les systèmes complexes, fonctionnant de bas en haut. Ces systèmes bottom-up pourraient conduire à l'élaboration de cellules artificielles pour des enquêtes biologiques fondamentales et des thérapeutiques innovantes ^1,2. Vésicules unilamellaires géants (GUVS) peuvent servir de plate-forme de modèle pour la biologie synthétique en raison de leur structure et la taille membrane cellulaire comme. Éjection microfluidique, ou microjetting, est une technique qui permet la génération de GUVs de taille contrôlée, la composition de la membrane, une protéine transmembranaire de constitution, et l'encapsulation ^3. Le principe de base de cette méthode est l'utilisation de plusieurs, des impulsions de fluide à haute fréquence générés par un dispositif à jet d'encre piézo-actionné pour déformer une suspendu lbicouche ipid dans une GUV. Le processus est semblable à des bulles de savon à partir d'un film de savon. En faisant varier la composition de la solution à jets, la composition de la solution globale, et / ou les composants inclus dans la bicouche, les chercheurs peuvent appliquer cette technique pour créer des vésicules personnalisés. Cet article décrit la procédure pour générer des vésicules simples à partir d'un bicouche d'interface de gouttelettes par microjetting.

Introduction

Il est devenu de plus en plus clair que la biologie cellulaire est un problème multi-échelle qui consiste à intégrer notre compréhension des molécules aux cellules. Par conséquent, savoir précisément comment les molécules travaillent individuellement n'est pas suffisante pour comprendre les comportements cellulaires complexes. Ceci est partiellement dû à l'existence de comportements émergents de systèmes multi-composants, comme en témoigne la reconstitution de l'actine interaction avec le réseau avec des vésicules bicouches lipidiques ^4, l'assemblage du fuseau mitotique dans Xenopus extrait ^5, et la dynamique spati....