网格蛋白介导内吞过程中的通路变异性、外壳刚化与机械适应

细胞中的网格蛋白组装体可以持续为扁平斑块，在部分内陷后中止，或闭合形成网格蛋白包被囊泡，但这些不同命运的决定因素仍未解决。为了研究网格蛋白组装的随机和复杂动力学，我们开发了一个动力学蒙特卡洛模拟框架，将单个网格蛋白代理与自适应连续膜耦合。在这种混合离散-连续描述中，有效的包被弯曲刚度和首选包被曲率在生长过程中涌现，而不是作为材料参数预先指定。一旦连接，弯曲的晶格从分子弯曲模式刚化为包被级别的刚性，因为曲率变化需要增加拉伸或压缩，而新掺入的三脚蛋白复合物硬编码了历史依赖的首选曲率。非欧几里得弹性的解析理论确定了相关的内部变量，并预测了经模拟验证的生长规律。相同的微观组装规则通过有效膜-包被能量景观中的两个连续门产生扁平、停滞和闭合的包被。与实验观察到的包被几何形状和纳米解剖诱导的曲率变化的比较，与我们的理论预测在无任何拟合参数的情况下一致。因此，网格蛋白包被表现为一个具有预应力和记忆的自适应组装体，其命运和材料参数反映了其生长环境。