Molte proteine sono libere di muoversi lateralmente nel piano del doppio strato. Un esperimento usato per mostrare questo ha coinvolto la fusione di cellule di topo coltivate con cellule umane in condizioni appropriate per formare una cellula ibrida nota come eterocarione. Le cellule di topo sono state etichettate con anticorpi specifici per proteine murine a cui la fluoresceina colorante verde-fluorescente era stata attaccata in modo covalente, mentre le cellule umane sono state etichettate con la rodamina colorante rosso-fluorescente., Dopo la fusione cellulare, le proteine murine e umane osservate al microscopio a fluorescenza sono state segregate sulle due metà dell’eterocarione. Dopo 40 minuti a 37oC, tuttavia, il topo e la proteina umana si erano completamente mescolati. Abbassando la temperatura al di sotto di 15oC inibito questo processo, indicando che le proteine sono liberi di diffondere lateralmente nella membrana e che questo movimento è rallentato come la temperatura si abbassa., Va notato, tuttavia, che alcune proteine di membrana integrali non sono libere di muoversi lateralmente nella membrana perché interagiscono con il citoscheletro all’interno della cellula.
La distribuzione delle proteine nelle membrane può essere rivelata mediante microscopia elettronica utilizzando la tecnica della frattura da congelamento. In questa tecnica, un campione di membrana viene rapidamente congelato alla temperatura dell’azoto liquido e quindi fratturato da un colpo acuto. Il doppio strato spesso si divide in monostrati, rivelando l’interno., La superficie esposta viene quindi rivestita con una pellicola di carbonio e ombreggiata con platino in modo che la superficie possa essere vista al microscopio elettronico. La superficie fratturata della membrana è rivelata per avere numerose protuberanze distribuite casualmente che corrispondono alle proteine integrali della membrana.