静水压对膜融合影响揭示茎状中间体的能量学

膜融合是细胞中的一种基本过程，它要求脂质组成之间保持平衡，以建立有利于拓扑变化的生物物理性质。在融合过程中，相对膜上的脂质必须发生翻转，并克服与形成高度弯曲的茎状体和孔中间体相关的能量屏障。尽管理论研究已经对脂质内禀曲率对茎状体形成的影响进行了建模，但由于无法在不同时改变其他影响融合性质的情况下调节脂质曲率，因此实验上定量表征这种关系一直是一个挑战。 在这里，我们通过利用静水压在不改变化学组成的情况下独立调节脂质内禀曲率，来解决这一障碍。我们采用高压停流荧光测定法，测量了囊泡群体之间钙介导的脂质混合速率，而这一过程受到压力的强烈抑制。通过结合对每一种单独脂质组分进行的互补性小角 X 射线散射测量，我们将跨压力条件下的平均脂质内禀曲率与脂质混合速率相关联。该分析表明，在不同组成和压力条件下，作为半融合代理指标的脂质混合速率由脂质自发曲率的变化所决定。与先前的理论模型一致，我们发现脂质内禀曲率与半融合茎状体形成能之间存在线性关系，从而为茎状体假说提供了直接的实验证据。

膜融合是细胞中的一种基本过程，它要求脂质组成保持平衡，以建立有利于拓扑变化的生物物理性质。在融合过程中，相对膜的脂质必须发生翻转，并克服与形成高度弯曲的柄状体和孔中间体相关的能量屏障。尽管理论研究已经对脂质内禀曲率对柄状体形成的影响进行了建模，但由于无法在不同时改变其他影响融合的性质的情况下调节脂质曲率，因此通过实验量化这种关系一直是一项挑战。在此，我们通过利用静水压力在不改变化学组成的前提下独立调节脂质内禀曲率，解决了这一难题。借助高压停流荧光测定法，我们测量了囊泡群体之间钙介导的脂质混合速率，而这一过程会受到压力的强烈抑制。我们结合对每一种单独脂质组分进行的互补性小角X射线散射测量，将跨压力条件下的平均脂质内禀曲率与脂质混合速率相关联。该分析表明，在不同组成和压力条件下，脂质混合速率——作为半融合的替代指标——由脂质自发曲率的变化所决定。与先前的理论模型一致，我们发现脂质内禀曲率与半融合柄状体形成能之间存在线性关系，这为柄状体假说提供了直接的实验支持。

感谢您有意帮助传播 bioRxiv 上的研究成果。

注意：要求提供您的电子邮箱地址仅仅是为了将您识别为本文的发送者。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.29.741230v1?rss=1

🏷️ 膜融合 脂质内禀曲率 茎状中间体 静水压调控 小角X射线散射