活性颗粒在巨型脂质囊泡中诱导大型变形

　　生物细胞通过从内部雕刻膜并对外部刺激反应或探索其环境1,2,3,4来产生复杂的结构。几种致病细菌还提供了局部性力如何从内部强烈变形的细胞膜，导致邻近健康哺乳动物细胞的侵袭5。巨型Unilamelar囊泡已成功用作最小模型系统，该系统模拟生物细胞6,7,8,9,10,111111111111111，但是实现具有局部活性内部力的最小系统，可以从内部出现强烈变形的脂质膜并导致巨大的形状变化。在这里，我们提出了一项合并的实验和仿真研究，该研究表明了在巨型Unilamellar囊泡中封闭的自propell的颗粒如何诱导大量的非平衡形状和主动膜波动。使用共聚焦显微镜，在实验中，我们探讨了自动晶体janus microswimmers施加的局部力的膜反应。为了量化动态膜的变化，我们对包围在薄膜壳中的活性布朗颗粒进行Langevin动力学模拟，该膜由动态三角形的表面建模。在低和中等的颗粒载荷下观察到最明显的形状变化，并形成了绑带样的突起和高度分支的树突状结构，而在全球高体积分数下，观察到了囊泡形状。所得状态图预测了局部内部产生各种膜形状的条件。这种扭曲的囊泡形态的受控实现可以改善人工系统的设计，例如小规模的软机器人和合成细胞。

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