Rdzeń zarodkowy aktyny

Rdzeń zarodkowania aktyny to trimer białka z trzema monomerami aktyny . Nazywa się to rdzeniem zarodkowania, ponieważ prowadzi do korzystnej energetycznie reakcji wydłużania po tetrameru z trimeru. Dimery i trimery białek aktyny są energetycznie niekorzystne. W procesie tym biorą udział najczęściej nukleatory aktyny, takie jak kompleks Arp2/3 białek z rodziny formin. Czynniki zarodkowania aktyny rozpoczynają polimeryzację aktyny w komórkach.

Wiele różnych białek, które mogą pośredniczyć w zarodkowaniu włókien de novo, bezpośrednio oddziałuje z aktyną i ją promuje. Daje to wystającym formacjom membranowym ich początkowy impet. Jednostki te mogą przybierać postać pseudopodiów , invadopodiów lub nieapoptotycznych pęcherzyków błonowych.

Mechanizm

Niekorzystna kinetyka wytwarzania oligomeru aktyny uniemożliwia spontaniczną polimeryzację aktyny. Po utworzeniu jądra aktyny połączenie monomerów następuje szybko, przy czym koniec dodatni rozwija się znacznie szybciej niż koniec ujemny. Aktywność ATPazy aktyny gwałtownie wzrasta po włożeniu do włókna. Filament staje się mniej stabilny w wyniku spontanicznej hydrolizy ATP i dysocjacji fosforanów, co czyni go bardziej podatnym na działanie białek rozcinających, takich jak czynniki depolimeryzujące aktynę (ADF) / kofiliny. Bariera kinetyczna, która uniemożliwia spontaniczną polimeryzację aktyny, daje komórce wszechstronne narzędzie do czasowej i przestrzennej kontroli składania włókien aktynowych de novo.

Białka wiążące monomer ograniczają dostępność podjednostek do produkcji włókien, podczas gdy białka odcinające, takie jak te z rodzin destryn i kofilin , regulują dekonstrukcję włókien. Komórka ma elastyczne narzędzie do czasowej i przestrzennej regulacji tworzenia włókien aktynowych de novo dzięki barierze kinetycznej, która zapobiega spontanicznej polimeryzacji aktyny. Bezpośrednie zarodkowanie aktyny w odpowiedzi na zewnętrzne sygnały umożliwia nukleatorom aktyny szybkie i skuteczne inicjowanie nowych włókien aktynowych. Białka te służą jako cele licznych wewnątrzkomórkowych kaskad sygnalizacyjnych. Co najważniejsze, członkowie Rho-GTPazy , w tym CDC42 , są niezbędni do kontrolowania obrotu aktyny i koordynowania kontroli działań zarodkowania aktyny.

Dodatkowa aplikacja

Aby naśladować zachowanie dojrzałych LPS-DC (leczenie LPS) (komórki dendryczne) pod względem migracji i makropinocytozy, wystarczy zablokować lub wybić Arp2/3 w iDC, co sugeruje, że ekspresja lub aktywność Arp2/3 jest obniżona jako w wyniku dojrzewania DC indukowanego przez LPS. Traktowanie DC LPS nie miało wpływu na poziomy ekspresji Arp2/3 , jednak jest prawdopodobne, że dojrzałe DC wykazywały zmniejszoną aktywność zarodkowania aktyny.

LPS-DC i iDC (niedojrzałe komórki dendryczne) wymagają zależnej od mDia1 zarodkowania aktyny do poruszania się, podczas gdy iDC łączą przyjmowanie antygenu z ruchliwością komórek za pomocą zarodkowania aktyny zależnej od Arp2/3. W odpowiedzi na wykrywanie LPS, Arp2 / 3 znacznie zmniejsza zarodkowanie aktyny z przodu, co pozwala dojrzałym DC na przyjęcie szybkiego i kierunkowego trybu migracji.

Hamowanie Arp2/3 zwiększyło prędkość i zmniejszyło gromadzenie się F-aktyny z przodu iDC. W wyniku braku Arp2/3 na froncie komórki LPS-DC migrują szybciej niż iDC. Arpc2KO iDC odnotowały podobny wzrost prędkości komórek i poruszały się tak szybko jak LPS-DC. Ponadto w badaniach migracji pod agarozą DC Arpc2KO migrowały znacznie szybciej. Nie było to związane z rozwojem DC. W przeciwieństwie do lokomocji opartej na wypukłościach, zależna od Arp2/3 pula F-aktyny obecna z przodu iDC ogranicza ich migrację.

Bibliografia

• Norymberga, Aleksander i in. „Zarodkowanie aktyny do inwazji”. Nature News , Nature Publishing Group, 10 lutego 2011, www.nature.com/articles/nrc3003.
  • Ten artykuł jest recenzowany i dotyczy otaczających tkanek i komórek nowotworowych. Omówiono jądra aktyny, a także pochodzenie różnych struktur, takich jak invadopodia i pseudopodia. Komórki ludzkie mają szeroką gamę nukleatorów aktyny, w tym forminy, spire i białka regulatorowe Arp2/3, a liczba ta prawdopodobnie wzrośnie.
• Vargas, Pablo i in. „Wrodzona kontrola zarodkowania aktyny determinuje dwa odrębne zachowania migracyjne w komórkach dendrytycznych”. Nature News , Nature Publishing Group, 7 grudnia 2015 r., www.nature.com/articles/ncb3284.
  • Ten artykuł jest artykułem recenzowanym, który dotyczy migracji komórek dendrytycznych (DC) i indukcji aktyny zależnej od Arp2/3.