C24 sphingolipids play a surprising and central role in governing cholesterol and lateral organization of the live cell plasma membrane
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Mammalian cell sphingolipids, primarily with C24 and C16 acyl chains, reside in the outer leaflet of the plasma membrane. Curiously, little is known how C24 sphingolipids impact cholesterol and membrane microdomains. Here, we generated giant unilamellar vesicles and live mammalian cells with C24 or C16 sphingomyelin exclusively in the outer leaflet and compared microdomain formation. In giant unilamellar vesicles, we observed that asymmetrically placed C24 sphingomyelin suppresses microdomains. Conversely, C16 sphingomyelin facilitates microdomains. Replacing endogenous sphingolipids with C24 or C16 sphingomyelin in live HeLa cells has a similar impact on microdomains, characterized by FRET between GPI-anchored proteins: C24, but not C16, sphingomyelin suppresses submicron domains in the plasma membrane. Molecular dynamics simulations indicated that, when in the outer leaflet, the acyl chain of C24 sphingomyelin interdigitates into the opposing leaflet, thereby favouring cholesterol in the inner leaflet. We indeed found that cholesterol prefers the inner over the outer leaflet of asymmetric unilamellar vesicles (80/20) when C24 sphingomyelin is in the outer leaflet. However, when C16 sphingomyelin is in the outer leaflet, cholesterol is evenly partitioned between leaflets (50/50). Interestingly, when a mixture of C24/C16 sphingomyelin is in the outer leaflet of unilamellar vesicles, cholesterol still prefers the inner leaflet (80/20). Indeed, in human erythrocyte plasma membrane, where a mixture of C24 and C16 sphingolipids are naturally in the outer leaflet, cholesterol prefers the cytoplasmic leaflet (80/20). Therefore, C24 sphingomyelin uniquely interacts with cholesterol and governs the lateral organization in asymmetric membranes, including the plasma membrane, potentially by generating cholesterol asymmetry. Statement of Significance The plasma membrane bilayer of mammalian cells has distinct phospholipids between the outer and inner leaflet, with sphingolipids exclusively in the outer leaflet. A large portion of mammalian sphingolipids have very long acyl chains (C24). Little is known how C24 sphingolipids function in the outer leaflet. Mutations in the ceramide synthase 2 gene is found to decrease C24. This severely perturbs homeostasis in mice and humans. Here, we investigated unilamellar vesicles and mammalian cells with C24 sphingomyelin exclusively in the outer leaflet. We provide evidence that outer leaflet C24 sphingomyelin suppresses microdomains in model membranes and live cells by partitioning cholesterol into the inner leaflet. We propose that C24 sphingolipids are critical to the function of the plasma membrane.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».