membrane biologiche, come quelle che circondano le cellule animali, sono costituiti da lipidi e proteine. Poiché queste molecole di solito non si mescolano bene, sono distribuiti in diverse regioni della membrana. Questa segregazione si ottiene in vari modi, compresa la formazione di domini basati su particolari lipidi come il colesterolo o la sfingomielina (SM). Questi due lipidi sono necessari per la generazione di domini raft colesterolo-dipendenti, che sono necessari per la segnalazione all'interno della membrana plasmatica. Però, non era chiaro come le SM interagissero con altre molecole di domini raft, principalmente a causa della mancanza di un'adeguata sonda sintetica di SM. Ora, la ricerca condotta dall'Università di Osaka in collaborazione con JST ERATO Lipid Active Structure Project ha sviluppato nuove molecole sintetiche fluorescenti (analoghe) che imitano strutturalmente gli SM e possono essere studiate nelle cellule vive. Lo studio è stato riportato in Journal of Cell Biology .

Gli analoghi SM fluorescenti esistenti si comportano in modo diverso dalle loro controparti naturali completamente funzionali. Per esempio, di solito si separano in un diverso tipo di fase fluida da quella osservata nelle membrane viventi. Inoltre, quegli analoghi sintetici che si dividono nella corretta fase fluida producono un debole segnale fluorescente, perdono rapidamente il loro pigmento, o talvolta devono essere eccitati dalla luce UV.

I ricercatori dell'Università di Osaka hanno superato queste limitazioni con analoghi fluorescenti SM unendo diversi composti chimici fluorescenti (fluorofori) che erano altamente idrofili alla parte lipidica idrofoba (principalmente catene aciliche) della molecola sintetica. "Ci siamo preoccupati di garantire che la carica positiva del gruppo di testa fosse mantenuta non modificando la sua parte lipidica, "Il co-primo autore Masanao Kinoshita afferma. "Ciò è stato ottenuto mantenendo i composti fluorescenti lontani dal gruppo principale utilizzando un lungo componente di collegamento".

Dopo aver confermato che le molecole sintetiche si sono comportate in modo simile all'SM naturale utilizzando semplici membrane modello, il team ha poi utilizzato l'imaging a singola molecola altamente sensibile per monitorare il ruolo degli SM nelle membrane delle cellule viventi.

"Abbiamo osservato le interazioni degli analoghi SM tra loro e con CD59, che è un tipo di recettore lipidico comunemente usato per collegare le proteine ​​alla membrana plasmatica, "L'autore corrispondente Nobuaki Matsumori afferma. "È stato dimostrato che queste interazioni richiedono a volte la presenza di colesterolo e una componente alcolica degli SM".

Ulteriori analisi hanno rivelato il comportamento dinamico degli SM mentre si associavano e si dissociavano rapidamente dai domini della zattera che coinvolgevano diverse formazioni di CD59 e con la membrana plasmatica. Questi risultati possono aiutare a modificare le interazioni molecolari future come l'aumento della loro velocità o complessità.