CIQUIBIC-CONICET-UNC


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Integrantes

WILKE, Natalia

Investigadora Independiente CONICET / Profesora Adjunta UNC
Teléfono: +54 351 5353855 ext 3438
E-mail: wilke@fcq.unc.edu.ar

Tema de Investigación

Propiedades mecánicas y electrostáticas de biomembranas

Las membranas celulares tienen funciones de permeabilidad, comunicación intercelular y con el medio, desplazamiento celular, entre otras. En la membrana ocurren diversas reacciones bioquímicas y se inician múltiples cascadas de señalización. Se conoce que son estructuras complejas de propiedades particulares, las cuales aún no se comprenden completamente.

Nuestro objetivo es describir la energética relacionada con la deformación de biomembranas tanto en el plano como fuera del mismo y como la misma es modulada por la composición de la membrana y su interacción con el entorno. En particular, las interacciones electrostáticas se reconocen como un factor altamente importante, el cual debe ser estudiado considerando que las moléculas que forman la membrana son cargadas o dipolares, y que se trata de un sistema cuasibidimensional en el que la constante dieléctrica cambia marcadamente en distancias nanométricas..

Investigadores Integrantes del Grupo

  • Dra. Candelaria I. Cámara (directora: Dra. LM Yudi, codirectora: Dra. N Wilke, lugar de trabajo INFIQC, Dto fisicoqímica, Facultad de Ciencias Químicas, UNC)
  • Dr. Benjamin Caruso (directora: Dra. MA Perillo, codirectora: Dra. N Wilke, lugar de trabajo: Facultad de Ciencias Exactas, UNC)”

Becarios Integrantes del Grupo

Publicaciones Seleccionadas

(Ver más publicaciones-CONICET)

Subsidios

  • “Propiedades mecánicas de membrana plasmática estudiadas en esferoplastos y membranas artificiales. Efecto de la composición de la membrana y del medio” (PICT tipo A, 2015). Financiado por la FonCyT, 2016-2019. Monto: $246.750/año. Director: Dra. Wilke
  • “Estudio de las propiedades mecánicas de biomembranas”. Financiado por la SeCyT UNC. Período 2016-2018. Director: Dra. Wilke

Colaboraciones

Breve Currículum Vitae

Formación Académica

  • Licenciada en Química con orientación en Físico-Química. Facultad de Ciencias Químicas. U.N.C. Año 1998. Promedio: 9.46/10
  • Doctora en Ciencias Químicas. Facultad de Ciencias Químicas. U.N.C. Año 2003. Calificación: Sobresaliente.

Antecedentes en Investigación

  • Tesis doctoral: Estudio electroquímico de películas de lípidos tipo Langmuir-Blodgett. Directora: Dra. Baruzzi.
  • Posdoctorado: Influencia de campos eléctricos externos sobre monocapas de lípidos. Director: Bruno Maggio

Pasantías en el exterior

  • 2015-2017 “Research Fellowship for Experienced Researchers” de la Fundación Alexander Von Humboldt, Dr. Fischer, en Bayreuth, Alemania.
  • 2010- Beca del Sistema Nacional de Microscopía (SNM) Dr. Fischer, en Bayreuth, Alemania.
  • 2007- Beca del programa “Fulbright-CONICET”, Dr. Bustamante, en Berkeley, California USA.
  • 2004- Pasantía a través de subsidio CAPES-SeCyT (directores: A.M. Baruzzi y T. Iwasita) en Sao-Carlo, Brasil.
  • 2003- Beca del programa “TRAVEL FELLOWSHIP PROGRAMME FOR LATIN AMERICAN YOUNG SCIENTISTS (Supported by ICSU-UNESCO)” de la IUPAB (International Union for Pure and Applied Biophysics Task force on Capacity Building of Biophysics), Dra. Iwasita en Sao-Carlo, Brasil.”

Antecedentes en Docencia

Departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas:

  • 1995-1998: Ayudante alumno
  • 1999-2004: Profesor asistente

Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Químicas:

  • 2004-2012: Profesor auxiliar
  • 2012-actualidad: Profesor Adjunto

Formación de Recursos Humanos

Investigadores

  • Desde 2014: Codirección del Investigador Asistente Dr. B. Caruso (director: M.A. Perillo, lugar: Fac. Cs. Exactas, Fisicas y Naturales, UNC).

Posdoctorados

  • 2014-2016: Dirección del posdoctorado de Candela Cámara. Beca de CONICET.
  • 2013-2015: Codirección del posdoctorado de Elena Rufeil Fiori (director: A. Banchio, lugar: FaMaF-UNC.). Beca de CONICET.
  • 2011-2013: Dirección del posdoctorado de Benjamín Caruso. Beca de CONICET.

Tesinas de grado

  • 2012- Licenciatura en Química: est. Agustín Mangiarotti
  • 2010- Licenciatura en Química: est. Franco Vega Mercado
  • 2016- Licenciatura en Química: est. Florencia Lurgo

Actividad de Gestión y Actuación en Organismos Académicos

Actualidad:

  • Miembro titular del Comité de Evaluación del Personal de Apoyo del CIQUIBIC-CONICET desde 2014.
  • Representante titular del núcleo disciplinario de Biofísica de la Asociación de Universidades Grupo Montevideo (AUGM) desde 2015.
  • Consejera por el claustro de Profesores Adjuntos de la Facultad de Ciencias Químicas UNC, desde 1 de junio de 2016.

Actividad de Divulgación y Extensión

  • Miembro del comité organizador de la “Semana de las Ciencias” año 2013, 2014 y 2015.
  • Tutora de alumnos de secundaria del “Instituto Nuestra Señora de las Mercedes” (Unquillo) en el marco de las “Pasantías Educativas” de la Provincia de Córdoba. Años 2016 y 2017.
  • Participante del Proyecto de Articulación “Implementación de actividades de laboratorios en ciencias naturales en el nivel educativo primario” avalado y financiado por la Facultad de Ciencias Químicas y con la participación de cuatro Instituciones Educativas de nivel Primario de Córdoba capital y Gran Córdoba. Año 2017.

Trabajos de divulgación publicados:

  • “Pinzas ópticas y su aplicación en biología” N. Wilke. Ficha técnica en “Bitácora Digital”, revista de la Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Vol. 1, Nº 2, año 2013.
  • “Pinzas ópticas: la luz como una herramienta” N. Wilke. Ficha técnica en “Luminotecnia”, revista de la Asociación Argentina de Luminotecnia. Nº 131, año 2016.”

Tesis Doctorales dirigidas

  • Desde 2014: Dirección (por la UNC) de la tesis doctoral cooperativa de Matías Via. Beca tipo I de CONICET. Director de tesis por UNCuyo, Mendoza: Dr. Mario del Popolo. Título: Interacción de Péptidos de Penetración Celular (CPP) y de complejos Nanopartícula-CPP con Monocapas y Bicapas Lipídicas
  • Desde 2013: Dirección de la tesis doctoral de Agustín Mangiarotti. Título: Propiedades termodinámicas y difusionales de films lipídicos en diferentes arreglos supramoleculares. Fecha prevista de finalización: diciembre 2017.
  • Desde 2017: Dirección de la tesis doctoral de Darío M. Genovese. Título: Organización y reología de membrana plasmática de organismos unicelulares.” Difusión, permeación y deformaciones fuera del plano de membrana plasmática

Research Topic

Mechanical properties of cell membranes

Biomembranes are very active organelles in intermolecular communication and cell motion, and therefore, they present a very specific selective permeability and mechanical properties. In the membrane, several biochemical reactions occur, being the starting point of a variety of signaling cascades. However, as a result of the complexity and temporal variation of the membrane structure and properties, their functioning and regulation is still not completely known.

Our objective is to describe the energetics of membrane deformations in the plane and out of the plane of the membrane, and how this is affected by the membrane composition, electrostatics and interaction with the environment.

Systems under study: For our studies, we use model membranes as well as cell membranes.

Model membranes: Langmuir monolayers, Black Lipid Membranes, vesicles (SUVs, LUVs and GUVs), Supported films.

Cell membranes: yeast spheroplasts

Techniques: Optical Microscopies, optical tweezers, Brewster Angle Microscopy, Langmuir balance, fluorescence spectroscopy, Dynamic Light Scattering, Zeta Potential, Atomic Force Microscopy among others.”

Researchers

  • Dra. Candelaria I. Cámara (advisor: Dra. LM Yudi, co-advisor: Dra. N Wilke, lugar de trabajo INFIQC, Dto fisicoqímica, Facultad de Ciencias Químicas, UNC)
  • Dr. Benjamin Caruso (advisor: Dra. MA Perillo, co-advisor: Dra. N Wilke, lugar de trabajo: Facultad de Ciencias Exactas, UNC)

Fellows

Publications

(More publications-CONICET)

Collaborators

Current Grants

  • “Mechanical properties of cell membranes” FONCyT, 2016-2019. A$246.750/year. Head: Dr. Wilke
  • “Rheological and electrostatic properties of artificial biomembranes”, SeCyT UNC, 2014-2016. A$ 19.200. Head: Dr. Wilke

Brief CV

Academic Formation

  • Bachelor in Chemistry, 1998
  • PhD in Chemical Sciences, 2003

Research Background

During my PhD I studied lipid films on solid electrodes using different electrochemical techniques coupled to biophysical methods. During my posdoc in Córdoba, I employed Langmuir monolayers for the determination of the effect of electrical field on membranes and started with the exploration of the regulation of film viscosity.

Through stays at the laboratories of Dr. Carlos Bustamante (University of Berkeley, US, Fulbright fellowship) and Dr. Thomas Fischer (Bayreuth, Germany), I got experience about different optical tweezers set-ups which allowed me to build a home-made optical trap in my lab.

Currently, I focus on studies of the regulation of the mechanical properties of biomembranes, using different approaches and model membranes as well as cell membranes.

Teaching Background

  • 1999-2003: Assistant Professor. School of Chemistry, Department of Physical Chemistry
  • 2003-2014: Assistant Professor. School of Chemistry, Department of Biological Chemistry
  • 2014-currently: Associate Professor. School of Chemistry, Department of Biological Chemistry

Teacher invited in:

  • Bayreuth, Gemany (2010); Tucumán, Argentina (2008); Rio de Janeiro, Brazil (2010), Mendoza, Argentina (2015)
  • Topic of the undergrad courses taught: General Chemistry; Analytical Chemistry; Biophysics; Methods in Physical Chemistry; Bioinorganic Chemistry
  • Topic of the PhD courses taught: Biophysics of membranes; Methods in Biophysics; Self-assembled nanostructures; Optical Tweezers: uses in Biology

Institutional Management Background

Member of the following committees:

  • Evaluation of the Support Staff (CONICET)
  • Association of Universities “Montevideo Group”, Biophysics area (UNC)
  • Member of the Council of the School of Chemical Science

Background on Science outreach and extension

  • Organization of the annual event “semana de la ciencia”: a week devoted to receiving high school students in our labs, and showing them simple but inspiring experiences 2013-2015
  • Tutor of internship of a highschool student 2016-2017

Publication of the outreach papers:

  • “Pinzas ópticas y su aplicación en biología” N. Wilke. Ficha técnica en “Bitácora Digital”, revista de la Facultad de Ciencias Químicas, UNC. Vol. 1, Nº 2, año 2013.
  • “Pinzas ópticas: la luz como una herramienta” N. Wilke. Ficha técnica en “Luminotecnia”, revista de la Asociación Argentina de Luminotecnia. Nº 131, año 2016.

Directed Ph.D. Theses

  • 2014-2019: Matías Via. Co-advisor “Interaction of Cell Penetration Peptides with membranes”
  • 2013-2018: Agustín Mangiarotti. “Thermodynamic and diffusional properties of artificial biomembranes””
  • From 2017-2021: Darío M. Genovese. “Rheology and organization of cell membranes of unicellular organisms”