• No results found

Cover Page The handle

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Cover Page The handle"

Copied!
8
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

Cover Page

The handle http://hdl.handle.net/1887/57789 holds various files of this Leiden University dissertation

Author: Pomp, Wim

Title: Physics implications of shape on biological function

Date: 2017-12-05

(2)

Physics Implications of Shape on Biological Function

PROEFSCHRIFT

ter verkrijging van

de graad van Doctor aan de Universiteit Leiden, op gezag van Rector Magnificus prof. mr. C. J. J. M. Stolker,

volgens besluit van het College voor Promoties te verdedigen op dinsdag 5 december 2017

klokke 12:30 uur

door

Wim Pomp

geboren te Rotterdam in 1988

(3)

Promotor: Prof. dr. T. Schmidt Co-promotor: Dr. L. Giomi

Promotiecommissie: Prof. dr. G. J. Schütz (TU Wien, Wenen, Oostenrijk) Prof. dr. C. Storm (TU Eindhoven)

Prof. dr. A. M. Dogterom Prof. dr. E. R. Eliel Prof. dr. H. Schiessel

The cover shows an artist’s impression of the work described in this thesis.

Generously drawn in pencil by: Valeriya Pervova (Валерия Сергеевна Перво- ва).

Casimir PhD Series, Delft-Leiden, 2017-41 ISBN 978-90-8593-325-0

An electronic version of this thesis can be found at https://openaccess.leidenuniv.nl

Het onderzoek beschreven in dit proefschrift is onderdeel van het wetenschap- pelijke programma van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) (tegenwoordig NWO-I), die financieel wordt gesteund door de Neder-

landse organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO).

(4)

“If a man never contradicts himself, the reason must be that he virtually never says anything at all.”

Erwin Schrödinger

(5)

Contents

1 Introduction 1

1.1 About shape and biology . . . 2

1.2 Biology . . . 2

1.2.1 Synapse . . . 2

1.2.2 Membrane . . . 4

1.2.3 Cytoskeleton . . . 5

1.3 Microscopy . . . 6

1.3.1 Super resolution . . . 6

1.3.2 Confocal microscopy . . . 7

1.4 Outline of this thesis . . . 8

2 Retention of neuronal receptors induced by spine-morphology 17 2.1 Introduction . . . 18

2.2 Results . . . 19

2.2.1 Mimetic system of the synaptic spine . . . 19

2.2.2 Diffusion constant . . . 22

2.2.3 Escape rate . . . 23

2.2.4 Dependence of escape rate on GUV radius . . . 24

2.2.5 Dependence of the escape rate on tube length . . . 26

2.3 Discussion & Conclusion . . . 26

2.4 Acknowledgements . . . 29

2.5 Materials and Methods . . . 29

2.5.1 GUV preparation . . . 29

2.5.2 Receptor mimicry . . . 30

2.5.3 Imaging . . . 30

2.5.4 Particle tracking . . . 30

2.5.5 Escape rate . . . 31

2.6 Supplementary information . . . 31

(6)

CONTENTS

2.6.1 Angular average of the escape rate . . . 31

2.6.2 Diffusion constants . . . 33

2.6.3 Tube Radius . . . 34

3 Control of membrane mechanics by light-induced lipid oxida- tion 39 3.1 Introduction . . . 40

3.2 Results . . . 41

3.2.1 Light-induced phase separation . . . 41

3.2.2 Lipid oxidation and phase separation depends on fluo- rophore concentration and illumination intensity . . . . 43

3.2.3 Light-induced shape fluctuations . . . 47

3.2.4 Sub-diffraction tracking of the GUV perimeter . . . 48

3.2.5 Mechanical properties of the membrane througout phase separation . . . 50

3.3 Discussion & Conclusion . . . 53

3.4 Materials and Methods . . . 57

3.4.1 GUV preparation . . . 57

3.4.2 Imaging . . . 58

3.4.3 Image Analysis . . . 58

4 Cytoskeletal anisotropy controls geometry and forces of adher- ent cells 63 4.1 Introduction . . . 64

4.2 Model . . . 64

4.3 The actin cytoskeleton is anisotropic . . . 66

4.4 Discussion & Conclusion . . . 70

4.5 Materials & Methods . . . 70

4.5.1 Cell culture and fluorescent labeling . . . 70

4.5.2 Micropillar arrays . . . 71

4.5.3 Imaging . . . 71

4.5.4 Image analysis . . . 71

4.5.5 Ellipse fitting . . . 72

4.5.6 Force analysis . . . 72

4.6 Supplementary data . . . 74

5 Reconstruction of an αvβ3 phenotype in α5β1 expressing cells on Rho-kinase down regulation 81 5.1 Introduction . . . 82

5.2 Results . . . 83

(7)

CONTENTS

5.2.1 Force Analysis . . . 83 5.2.2 Change in cell spreading on inhibition of the actin-myosin

contractility . . . 86 5.2.3 Change in cell shape on inhibition of actin-myosin con-

tractility . . . 87 5.2.4 Change in traction forces on inhibition of the actin-

myosin contractility . . . 88 5.3 Discussion & Conclusion . . . 95 5.4 Materials & Methods . . . 96

Summary 103

Samenvatting 107

Publications 111

Curriculum Vitae 113

Acknowledgements 115

(8)

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

Opties zijn gen of celtherapie - twee aanpakken waar al meer dan 25 jaar onderzoek naar wordt gedaan voor Duchenne - het werkt goed in muizen, maar bij de vertaalslag naar de

Het onderzoek beschreven in dit proefschrift is onderdeel van het wetenschappelijke programma van de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), die financieel

Google is voor veel mensen de primaire ingang geworden bij het zoeken naar informatie (...).’ Maar de KB zal niet teloorgaan, denkt hij: ‘Studenten komen naar de bibliotheek

En ook al gaat er wel eens iets mis – meer zelfkritiek zou een verplicht strategisch doel voor elke machtige organisatie moeten zijn – de weten- schap in Nederland dankt er per

Doorgaan met het steunen van fundamenteel onderzoek op hoog niveau, maar daarnaast meer dan voorheen aandacht besteden aan onderzoek waarin kennis vertaald wordt naar

In HIFI, ontwikkeld en gebouwd door SRON, is nieuwe technologie toegepast die het mogelijk maakt astronomische waarnemingen te doen in het ver-infrarood- en submillimetergebied

Zijn internationale ervaringen hebben Marinkovics waardering voor de Nederlandse universiteiten vergroot: ‘Er is veel vrijheid hier en geen Herr Professor-cultuur.’ Niet dat hij

In zijn oratie verwoordde Aarts die zo: ‘Vele factoren dragen een beetje bij aan ons begrip van het kiezersgedrag, maar zelfs al die factoren samen laten nog veel onverklaard.’ Hij