Zwitterionic Dendrimersomes: A Closer Xenobiotic Mimic of Cell Membranes.
biosensors
bottom-up synthetic biology
hybrid vesicles
synthetic cells
vesicle fusion
vesicle motility
zwitterionic dendrimersomes
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Dec 2022
Dec 2022
Historique:
revised:
07
09
2022
received:
11
07
2022
pubmed:
23
9
2022
medline:
15
12
2022
entrez:
22
9
2022
Statut:
ppublish
Résumé
Building functional mimics of cell membranes is an important task toward the development of synthetic cells. So far, lipid and amphiphilic block copolymers are the most widely used amphiphiles with the bilayers by the former lacking stability while membranes by the latter are typically characterized by very slow dynamics. Herein, a new type of Janus dendrimer containing a zwitterionic phosphocholine hydrophilic headgroup (JD
Identifiants
pubmed: 36134536
doi: 10.1002/adma.202206288
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2206288Subventions
Organisme : European Commission H2020-NMBP-TR-IND-2018
ID : EVPRO814495-2
Organisme : RWTH Innovation Sprint 2021
ID : ANVIVES
Organisme : RWTH University ERS Seed Fund Project
ID : SFSynt003/SFSynt005
Informations de copyright
© 2022 The Authors. Advanced Materials published by Wiley-VCH GmbH.
Références
a) P. Schwille, Science 2011, 333, 1252;
b) P. Schwille, J. Spatz, K. Landfester, E. Bodenschatz, S. Herminghaus, V. Sourjik, T. J. Erb, P. Bastiaens, R. Lipowsky, A. Hyman, P. Dabrock, J.-C. Baret, T. Vidakovic-Koch, P. Bieling, R. Dimova, H. Mutschler, T. Robinson, T. Y. D. Tang, S. Wegner, K. Sundmacher, Angew. Chem., Int. Ed. 2018, 57, 13382;
c) R. J. Brea, M. D. Hardy, N. K. Devaraj, Chem. - Eur. J. 2015, 21, 12564;
d) F. Lussier, O. Staufer, I. Platzman, J. P. Spatz, Trends Biotechnol. 2021, 39, 445.
a) S. J. Singer, G. L. Nicolson, Science 1972, 175, 720;
b) H. F. Lodish, Molecular Cell Biology, W. H. Freeman, New York 2016.
a) F. Bezanilla, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2008, 9, 323;
b) K. Keren, Eur. Biophys. J. 2011, 40, 1013;
c) D. C. Gadsby, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2009, 10, 344.
O. G. Mouritsen, M. Bloom, Biophys. J. 1984, 46, 141.
D. Morzy, M. Bastings, Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, e202114167.
a) W. Rawicz, K. C. Olbrich, T. McIntosh, D. Needham, E. Evans, Biophys. J. 2000, 79, 328;
b) R. Dimova, Adv. Colloid Interface Sci. 2014, 208, 225.
M. Grit, D. J. A. Crommelin, Chem. Phys. Lipids 1993, 64, 3.
a) A. Reis, C. M. Spickett, Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2012, 1818, 2374;
b) E. Schnitzer, I. Pinchuk, D. Lichtenberg, Eur. Biophys. J. 2007, 36, 499;
c) K. A. Runas, N. Malmstadt, Soft Matter 2015, 11, 499.
B. M. Discher, Y. Y. Won, D. S. Ege, J. C. Lee, F. S. Bates, D. E. Discher, D. A. Hammer, Science 1999, 284, 1143.
a) J. Lefley, C. Waldron, C. R. Becer, Polym. Chem. 2020, 11, 7124;
b) M. Massignani, H. Lomas, G. Battaglia, in Modern Techniques for Nano- and Microreactors/-reactions, Advances in Polymer Science, Vol. 229 (Ed: F. Caruso), Springer, Berlin/Heidelberg, Germany 2010, Ch. 40;
c) E. Rideau, R. Dimova, P. Schwille, F. R. Wurm, K. Landfester, Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 8572.
a) H. Bermúdez, D. A. Hammer, D. E. Discher, Langmuir 2004, 20, 540;
b) R. Dimova, U. Seifert, B. Pouligny, S. Förster, H. G. Döbereiner, Eur. Phys. J. E: Soft Matter Biol. Phys. 2002, 7, 241.
a) F. Itel, M. Chami, A. Najer, S. Lörcher, D. Wu, I. A. Dinu, W. Meier, Macromolecules 2014, 47, 7588;
b) A. Mecke, C. Dittrich, W. Meier, Soft Matter 2006, 2, 751;
c) F. Itel, A. Najer, C. G. Palivan, W. Meier, Nano Lett. 2015, 15, 3871;
d) G. Srinivas, D. E. Discher, M. L. Klein, Nano Lett. 2005, 5, 2343.
a) L. Otrin, A. Witkowska, N. Marušič, Z. Zhao, R. B. Lira, F. L. Kyrilis, F. Hamdi, I. Ivanov, R. Lipowsky, P. L. Kastritis, R. Dimova, K. Sundmacher, R. Jahn, T. Vidaković-Koch, Nat. Commun. 2021, 12, 4972;
b) N. Marušič, L. Otrin, Z. Zhao, R. B. Lira, F. L. Kyrilis, F. Hamdi, P. L. Kastritis, T. Vidaković-Koch, I. Ivanov, K. Sundmacher, R. Dimova, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 15006;
c) M. Chemin, P.-M. Brun, S. Lecommandoux, O. Sandre, J.-F. L. Meins, Soft Matter 2012, 8, 2867;
d) N. Marušič, L. Otrin, J. Rauchhaus, Z. Zhao, F. L. Kyrilis, F. Hamdi, P. L. Kastritis, R. Dimova, I. Ivanov, K. Sundmacher, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2022, 119, e2122468119.
T. P. T. Dao, A. Brûlet, F. Fernandes, M. Er-Rafik, K. Ferji, R. Schweins, J. P. Chapel, A. Fedorov, M. Schmutz, M. Prieto, O. Sandre, J. F. Le Meins, Langmuir 2017, 33, 1705.
A. M. Wagner, J. Quandt, D. Söder, M. Garay-Sarmiento, A. Joseph, V. S. Petrovskii, L. Witzdam, T. Hammoor, P. Steitz, T. Haraszti, I. I. Potemkin, N. Y. Kostina, A. Herrmann, C. Rodriguez-Emmenegger, Adv. Sci. 2022, 9, 2200617.
a) V. Percec, D. A. Wilson, P. Leowanawat, C. J. Wilson, A. D. Hughes, M. S. Kaucher, D. A. Hammer, D. H. Levine, A. J. Kim, F. S. Bates, K. P. Davis, T. P. Lodge, M. L. Klein, R. H. DeVane, E. Aqad, B. M. Rosen, A. O. Argintaru, M. J. Sienkowska, K. Rissanen, S. Nummelin, J. Ropponen, Science 2010, 328, 1009;
b) S. E. Sherman, Q. Xiao, V. Percec, Chem. Rev. 2017, 117, 6538.
a) D. Zhang, E. N. Atochina-Vasserman, D. S. Maurya, N. Huang, Q. Xiao, N. Ona, M. Liu, H. Shahnawaz, H. Ni, K. Kim, M. M. Billingsley, D. J. Pochan, M. J. Mitchell, D. Weissman, V. Percec, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 12315;
b) Q. Xiao, S. S. Yadavalli, S. Zhang, S. E. Sherman, E. Fiorin, L. da Silva, D. A. Wilson, D. A. Hammer, S. Andre, H. J. Gabius, M. L. Klein, M. Goulian, V. Percec, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2016, 113, E1134;
c) S. S. Yadavalli, Q. Xiao, S. E. Sherman, W. D. Hasley, M. L. Klein, M. Goulian, V. Percec, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2019, 116, 744.
a) N. Yu. Kostina, D. Söder, T. Haraszti, Q. Xiao, K. Rahimi, B. E. Partridge, M. L. Klein, V. Percec, C. Rodriguez-Emmenegger, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 8352;
b) C. Rodriguez-Emmenegger, Q. Xiao, N. Y. Kostina, S. E. Sherman, K. Rahimi, B. E. Partridge, S. Li, D. Sahoo, A. M. Reveron Perez, I. Buzzacchera, H. Han, M. Kerzner, I. Malhotra, M. Moller, C. J. Wilson, M. C. Good, M. Goulian, T. Baumgart, M. L. Klein, V. Percec, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2019, 116, 5376;
c) N. Y. Kostina, A. M. Wagner, T. Haraszti, K. Rahimi, Q. Xiao, M. L. Klein, V. Percec, C. Rodriguez-Emmenegger, Soft Matter 2021, 17, 254.
S. Zhang, H.-J. Sun, A. D. Hughes, B. Draghici, J. Lejnieks, P. Leowanawat, A. Bertin, L. Otero De Leon, O. V. Kulikov, Y. Chen, D. J. Pochan, P. A. Heiney, V. Percec, ACS Nano 2014, 8, 1554.
a) M. Peterca, V. Percec, P. Leowanawat, A. Bertin, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20507;
b) I. Buzzacchera, Q. Xiao, H. Han, K. Rahimi, S. Li, N. Y. Kostina, B. J. Toebes, S. E. Wilner, M. Möller, C. Rodriguez-Emmenegger, T. Baumgart, D. A. Wilson, C. J. Wilson, M. L. Klein, V. Percec, Biomacromolecules 2019, 20, 712.
a) R. Dimova, C. M. Marques, The Giant Vesicle Book, CRC Press, Boca Raton, FL, USA 2019;
b) R. Dimova, Annu. Rev. Biophys. 2019, 48, 93.
K. Mitra, I. Ubarretxena-Belandia, T. Taguchi, G. Warren, D. M. Engelman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 4083.
a) R. S. Gracià, N. Bezlyepkina, R. L. Knorr, R. Lipowsky, R. Dimova, Soft Matter 2010, 6, 1472;
b) H. A. Faizi, S. L. Frey, J. Steinkühler, R. Dimova, P. M. Vlahovska, Soft Matter 2019, 15, 6006;
c) H. A. Faizi, C. J. Reeves, V. N. Georgiev, P. M. Vlahovska, R. Dimova, Soft Matter 2020, 16, 8996.
a) N. Kučerka, Y. Liu, N. Chu, H. I. Petrache, S. Tristram-Nagle, J. F. Nagle, Biophys. J. 2005, 88, 2626;
b) N. Kučerka, S. Tristram-Nagle, J. F. Nagle, J. Membr. Biol. 2006, 208, 193.
J. Pécréaux, H. G. Döbereiner, J. Prost, J. F. Joanny, P. Bassereau, Eur. Phys. J. E: Soft Matter Biol. Phys. 2004, 13, 277.
J. C. M. Lee, M. Santore, F. S. Bates, D. E. Discher, Macromolecules 2002, 35, 323.
F. Brochard-Wyart, P. G. De Gennes, O. Sandre, Phys. A 2000, 278, 32.
K. A. Riske, R. Dimova, Biophys. J. 2005, 88, 1143.
a) T. Portet, R. Dimova, Biophys. J. 2010, 99, 3264;
b) R. B. Lira, F. S. C. Leomil, R. J. Melo, K. A. Riske, R. Dimova, Adv. Sci. 2021, 8, 2004068;
c) F. S. C. Leomil, M. Zoccoler, R. Dimova, K. A. Riske, Bioinf. Adv. 2021, 1, vbab037.
A. M. Wagner, H. Eto, A. Joseph, S. Kohyama, T. Haraszti, R. A. Zamora, M. Vorobii, M. I. Giannotti, P. Schwille, C. Rodriguez-Emmenegger, Adv. Mater. 2022, 34, 2202364.
Q. Xiao, S. Zhang, Z. Wang, S. E. Sherman, R.-O. Moussodia, M. Peterca, A. Muncan, D. R. Williams, D. A. Hammer, S. Vértesy, S. André, H.-J. Gabius, M. L. Klein, V. Percec, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2016, 113, 1162.
L. A. Bagatolli, Biochim. Biophys. Acta, Biomembr. 2006, 1758, 1541.
L. A. Bagatolli, E. Gratton, Biophys. J. 2000, 79, 434.
a) C. Rodriguez Emmenegger, E. Brynda, T. Riedel, Z. Sedlakova, M. Houska, A. B. Alles, Langmuir 2009, 25, 6328;
b) K. Ishihara, N. P. Ziats, B. P. Tierney, N. Nakabayashi, J. M. Anderson, J. Biomed. Mater. Res. 1991, 25, 1397;
c) K. Ishihara, H. Nomura, T. Mihara, K. Kurita, Y. Iwasaki, N. Nakabayashi, J. Biomed. Mater. Res. 1998, 39, 323.
R. Jahn, T. Lang, T. C. Südhof, Cell 2003, 112, 519.
R. B. Lira, T. Robinson, R. Dimova, K. A. Riske, Biophys. J. 2019, 116, 79.
R. B. Lira, R. Dimova, in Advances in Biomembranes and Lipid Self-Assembly, Vol. 30 (Ed: R. Lipowsky), Academic Press, San Diego, CA, USA 2019, pp. 229-270.
a) D. P. Siegel, Biophys. J. 1984, 45, 399;
b) H. Ellens, D. P. Siegel, D. Alford, P. L. Yeagle, L. Boni, L. J. Lis, P. J. Quinn, J. Bentz, Biochemistry 1989, 28, 3692;
c) P. R. Cullis, M. J. Hope, Nature 1978, 271, 672.
E. Lauga, T. R. Powers, Rep. Prog. Phys. 2009, 72, 096601.
L. Wang, S. Song, J. Hest, L. K. E. A. Abdelmohsen, X. Huang, S. Sánchez, Small 2020, 16, 1907680.
T. Patiño, X. Arqué, R. Mestre, L. Palacios, S. Sánchez, Acc. Chem. Res. 2018, 51, 2662.
W. S. Jang, H. J. Kim, C. Gao, D. Lee, D. A. Hammer, Small 2018, 14, 1801715.
S. Mann, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 2131.
E. A. Veal, A. M. Day, B. A. Morgan, Mol. Cell 2007, 26, 1.
a) N. Patsoukis, I. Papapostolou, C. D. Georgiou, Anal. Bioanal. Chem. 2005, 381, 1065;
b) J. Zielonka, S. Srinivasan, M. Hardy, O. Ouari, M. Lopez, J. Vasquez-Vivar, N. G. Avadhani, B. Kalyanaraman, Free Radical Biol. Med. 2008, 44, 835.