ESCRT-III induces phase separation in model membranes prior to budding and 
causes invagination of the liquid-ordered phase

Avalos Padilla, Yunuen; Georgiev, Vasil; Dimova, Rumiana

doi:10.1016/j.bbamem.2021.183689

ESCRT-III induces phase separation in model membranes prior to budding and causes invagination of the liquid-ordered phase

Avalos Padilla, Y., Georgiev, V., & Dimova, R. (2021). ESCRT-III induces phase separation in model membranes prior to budding and causes invagination of the liquid-ordered phase. Biochimica et Biophysica Acta: BBA, 1863(10):. doi:10.1016/j.bbamem.2021.183689.

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Avalos Padilla, Yunuen¹, 著者
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所属:
1Rumiana Dimova, Theorie & Bio-Systeme, Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Max Planck Society, ou_1863328

内容説明

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キーワード: ESCRT-III Phase separation Lipid domains GUVs Ternary mixtures Membrane fission Microcompartments

要旨: Membrane fission triggered by the endosomal sorting complex required for transport (ESCRT) is an important process observed in several pathogenic and non-pathogenic cellular events. From a synthetic-biology viewpoint, ESCRT proteins represent an interesting machinery for the construction of cell mimetic sub-compartments produced by fission. Since their discovery, the studies on ESCRT-III-mediated action, have mainly focused on protein dynamics, ignoring the role of lipid organization and membrane phase state. Recently, it has been suggested that membrane buds formed by the action of ESCRT-III are generated from transient microdomains in endosomal membranes. However, the interplay between membrane domain formation and ESCRT remodeling pathways has not been investigated. Here, giant unilamellar vesicles made of ternary lipid mixtures, either homogeneous in phase or exhibiting liquid-ordered/liquid-disordered phase coexistence, were employed as a model membrane system. These vesicles were incubated with purified recombinant ESCRT-III proteins from the parasite Entamoeba histolytica. In homogeneous membranes, we observe that EhVps32 can trigger domain formation while EhVps20 preferentially co-localizes in the liquid disordered phase. The addition of EhVps24 appears to induce the formation of intraluminal vesicles produced from the liquid-ordered phase. In phase separated membranes, the intraluminal vesicles are also generated from the liquid-ordered phase and presumably emerge from the phase boundary region. Our findings reinforce the hypothesis that ESCRT-mediated remodeling depends on the membrane phase state. Furthermore, the obtained results point to a potential synthetic biology approach for establishing eukaryotic mimics of artificial cells with microcompartments of specific membrane composition, which can also differ from that of the mother vesicle.

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日付: オンライン出版: 2021-07-02出版: 2021

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識別子（DOI, ISBNなど）: DOI: 10.1016/j.bbamem.2021.183689

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出版物名: Biochimica et Biophysica Acta : BBA

その他 : Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

種別: 学術雑誌

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出版社, 出版地: Amsterdam : Elsevier

ページ: - 巻号: 1863 (10) 通巻号: 183689 開始・終了ページ: - 識別子（ISBN, ISSN, DOIなど）: ISSN: 1879-2642

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