Membrane nanotubes transform into double-membrane sheets at condensate droplets

in: Proceedings of the National Academy of Sciences of The United States of America (2024)
Zhao, Ziliang; Satarifard, Vahid; Lipowsky, Reinhard; Dimova, Rumiana
Cellular membranes exhibit a multitude of highly curved morphologies such as buds, nanotubes, cisterna-like sheets defining the outlines of organelles. Here, we mimic cell compartmentation using an aqueous two-phase system of dextran and poly(ethylene glycol) encapsulated in giant vesicles. Upon osmotic deflation, the vesicle membrane forms nanotubes, which undergo surprising morphological transformations at the liquid–liquid interfaces inside the vesicles. At these interfaces, the nanotubes transform into cisterna-like double-membrane sheets (DMS) connected to the mother vesicle via short membrane necks. Using super-resolution (stimulated emission depletion) microscopy and theoretical considerations, we construct a morphology diagram predicting the tube-to-sheet transformation, which is driven by a decrease in the free energy. Nanotube knots can prohibit the tube-to-sheet transformation by blocking water influx into the tubes. Because both nanotubes and DMSs are frequently formed by cellular membranes, understanding the formation and transformation between these membrane morphologies provides insight into the origin and evolution of cellular organelles.

Cookies & Skripte von Drittanbietern

Diese Website verwendet Cookies. Für eine optimale Performance, eine reibungslose Verwendung sozialer Medien und aus Werbezwecken empfiehlt es sich, der Verwendung von Cookies & Skripten durch Drittanbieter zuzustimmen. Dafür werden möglicherweise Informationen zu Ihrer Verwendung der Website von Drittanbietern für soziale Medien, Werbung und Analysen weitergegeben.
Weitere Informationen finden Sie unter Datenschutz und im Impressum.
Welchen Cookies & Skripten und der damit verbundenen Verarbeitung Ihrer persönlichen Daten stimmen Sie zu?

Sie können Ihre Einstellungen jederzeit unter Datenschutz ändern.