Actin polymerization promotes invagination of flat clathrin-coated lattices in mammalian cells by pushing at lattice edges.
Actin polymerization promotes invagination of flat clathrin-coated lattices in mammalian cells by pushing at lattice edges.
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DOI：
10.1038/s41467-022-33852-2
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发表时间：
2022-10-17
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16.6
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文献类型：
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网格蛋白介导的内吞作用（CME）需要在机械挑战性条件下从肌动蛋白聚合中输入能量。肌动蛋白在CME中的作用知之甚少，因为对网格蛋白包被结构（CCS）中肌动蛋白组织的了解不足。使用铂复制电子显微镜的哺乳动物细胞，我们发现，Arp 2/3复合物依赖的分支肌动蛋白网络，这往往出现在微管尖端，组装沿着CCS周边，缺乏相互作用的顶端网格蛋白晶格，并有倒刺的两端朝向CCS。这种结构是很难与广泛持有的“顶端拉”模型描述肌动蛋白的功能在CME兼容。Arp 2/3复合物抑制或胰蛋白酶敲除产生大的扁平非动态CCS，其在从Arp 2/3抑制恢复后分裂成内陷亚结构域。此外，epsin定位于CCS取决于Arp 2/3活性。我们提出了一个“边缘推动”模型CME，其中支链肌动蛋白聚合促进切割和内陷的单位CCS在一个epsin依赖的方式推动CCS边界，从而释放力反对网格蛋白晶格的内在曲率。肌动蛋白丝在网格蛋白介导的内吞作用（CME）中的作用尚不清楚。在这里，Yang等人表明，分支的肌动蛋白丝通过以胰蛋白酶依赖的方式推动网格蛋白被膜边缘，将大的扁平网格蛋白斑块分成便于内陷的大小，从而促进CME。
Clathrin-mediated endocytosis (CME) requires energy input from actin polymerization in mechanically challenging conditions. The roles of actin in CME are poorly understood due to inadequate knowledge of actin organization at clathrin-coated structures (CCSs). Using platinum replica electron microscopy of mammalian cells, we show that Arp2/3 complex-dependent branched actin networks, which often emerge from microtubule tips, assemble along the CCS perimeter, lack interaction with the apical clathrin lattice, and have barbed ends oriented toward the CCS. This structure is hardly compatible with the widely held “apical pulling” model describing actin functions in CME. Arp2/3 complex inhibition or epsin knockout produce large flat non-dynamic CCSs, which split into invaginating subdomains upon recovery from Arp2/3 inhibition. Moreover, epsin localization to CCSs depends on Arp2/3 activity. We propose an “edge pushing” model for CME, wherein branched actin polymerization promotes severing and invagination of flat CCSs in an epsin-dependent manner by pushing at the CCS boundary, thus releasing forces opposing the intrinsic curvature of clathrin lattices. The role of actin filaments in clathrin-mediated endocytosis (CME) is unclear. Here, Yang et al. show that branched actin filaments promote CME by pushing on clathrin coat edges in an epsin-dependent manner, dividing large flat clathrin plaques into sizes that facilitate invagination.
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影响因子：
16.6
作者：
Bucher D;Frey F;Sochacki KA;Kummer S;Bergeest JP;Godinez WJ;Kräusslich HG;Rohr K;Taraska JW;Schwarz US;Boulant S
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