Lipid multilayers in the biological context - Langmuir film microscopy combined with molecular dynamics simulations
Project goals
The main goal of this project is to gain a comprehensive picture of the biophysical properties of human Tear Film Lipid Layer and pulmonary surfactant by considering the multilamellar aspects of their organization. The focus will be on conditions leading to formation of multilayers, their stability, and the role played by individual lipid types. To assess the properties of multilayer films, we will use experimental and computational methods in parallel. Our experimental approach is based on a new method combining Brewster angle microscopy with fluorescence microscopy (BAM/FM) employed in a Langmuir trough setup. All-atom molecular dynamics simulations will be used for simulations. Apart from purely biophysical aspects, we will aim at connecting basic characteristics of the studied systems with their biological properties. For instance, we will try to address the issue of lipid alterations occurring under pathological conditions such as Respiratory Distress Syndrome or Dry Eye Syndrome. Thus, the research outcomes will be of interest also in the field of ophthalmology and pulmonology.
Keywords
tear film lipid layerpulmonary surfactantfluorescence microscopyBrewster angle microscopymolecular dynamicslipid filmsmultilamellar filmstear filmLangmuir troughmolecular simulations
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202100005
Main participants
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR, v. v. i.
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-19854S
Alternative language
Project name in Czech
Lipidové multivrstvy v biologickém kontextu - mikroskopie Langmuirova filmu a simulace molekulové dynamiky
Annotation in Czech
Hlavním cílem tohoto projektu je získat komplexní vhled do problematiky biofyzikálních vlastností lipidové vrstvy slzného filmu a plicního surfaktantu člověka. Jejich multilamelární organizace bude zohledněna. Z toho důvodu se nejvprve zaměříme na studium podmínek vedoucích k vytváření mnohovrstevných struktur, dále jejich stability a role jednotlivých typů lipidů. Pro stanovení vlastností těchto struktur budeme využívat současně experimentální i výpočetní metody. Náš experimentální přístup je založený na nové metodě kombinující Brewsterovu úhlovou mikroskopii s fluorescenční mikroskopií (BAM/FM), který využívá Langmuirovy váhy. Z výpočeních metod využijeme metodu simulace molekulové dynamiky (all-atom). Kromě toho se budeme dále zaměřovat na studium základních vlastností studovaných systémů v kontextu jejich celkového biologického významu. Například se pokusíme určit vliv změny ve složení lipidů, ke které dochází v rámci patologických stavů jako jsou syndrom dechové tísně nebo syndrom suchého oka. Výstupy tohoto výzkumu mohou být využity farmaceutickým průmyslem.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
—
Latest support payment
Mar 6, 2023
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-GA0-GA-R
Data delivery date
May 21, 2024
Finance
Total approved costs
7,436 thou. CZK
Public financial support
7,436 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
7 436 CZK thou.
Public support
7 436 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Biophysics
Solution period
01. 01. 2021 - 31. 12. 2023