Multicomponent regulation of actin barbed end assembly by twinfilin, formin and capping protein.
Multicomponent regulation of actin barbed end assembly by twinfilin, formin and capping protein.
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DOI：
10.1038/s41467-023-39655-3
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发表时间：
2023-07-06
影响因子：
16.6
通讯作者：
Shekhar, Shashank
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ulrichs, Heidi;Gaska, Ignas;Shekhar, Shashank
细胞通过调节肌动蛋白丝有刺端的反应来控制肌动蛋白的组装。成核蛋白加速伸长，封端蛋白（CP）阻止生长，而双联丝蛋白促进有刺端的解聚。这些不同的活性如何在共有的细胞质内整合尚不清楚。利用微流体辅助的全内反射荧光显微镜（TIRF），我们发现成核蛋白、封端蛋白和双联丝蛋白能够同时结合肌动蛋白丝有刺端。三色单分子实验表明，除非有封端蛋白存在，否则双联丝蛋白无法结合被成核蛋白占据的有刺端。这种三聚体复合物是短暂的（约1秒），并且导致双联丝蛋白使封端蛋白解离，促进基于成核蛋白的伸长。因此，当封端蛋白和成核蛋白都存在时，解聚酶双联丝蛋白作为一种促成核蛋白的促聚合因子发挥作用。虽然一次双联丝蛋白结合事件足以将封端蛋白从有刺端三聚体复合物中置换出来，但需要约31次双联丝蛋白结合事件才能将封端蛋白从被封端蛋白封闭的有刺端去除。我们的研究结果建立了一种模式，即聚合酶、解聚酶和封端蛋白共同调节肌动蛋白的组装。
真核细胞中的肌动蛋白网络介导细胞迁移、胞吞作用和形态发生等重要过程。在这里，作者利用微流体辅助的全内反射荧光显微镜研究了肌动蛋白有刺端聚合酶、封端蛋白和解聚酶如何协同调节这些网络的组装。
Cells control actin assembly by regulating reactions at actin filament barbed ends. Formins accelerate elongation, capping protein (CP) arrests growth and twinfilin promotes depolymerization at barbed ends. How these distinct activities get integrated within a shared cytoplasm is unclear. Using microfluidics-assisted TIRF microscopy, we find that formin, CP and twinfilin can simultaneously bind filament barbed ends. Three‑color, single-molecule experiments reveal that twinfilin cannot bind barbed ends occupied by formin unless CP is present. This trimeric complex is short-lived (~1 s), and results in dissociation of CP by twinfilin, promoting formin-based elongation. Thus, the depolymerase twinfilin acts as a pro-formin pro-polymerization factor when both CP and formin are present. While one twinfilin binding event is sufficient to displace CP from the barbed-end trimeric complex, ~31 twinfilin binding events are required to remove CP from a CP-capped barbed end. Our findings establish a paradigm where polymerases, depolymerases and cappers together tune actin assembly. Actin networks in eukaryotic cells mediate essential processes such as cell migration, endocytosis, and morphogenesis. Here, using microfluidics assisted TIRF microscopy, the authors investigate how actin barbed-end polymerases, cappers, and depolymerases cooperate to regulate assembly of these networks.
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DOI：
10.1083/jcb.201704171
发表时间：
2017-11-06
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Avenarius MR;Krey JF;Dumont RA;Morgan CP;Benson CB;Vijayakumar S;Cunningham CL;Scheffer DI;Corey DP;Müller U;Jones SM;Barr-Gillespie PG
通讯作者：
Barr-Gillespie PG
影响因子：
7.7
作者：
Johnston AB;Hilton DM;McConnell P;Johnson B;Harris MT;Simone A;Amarasinghe GK;Cooper JA;Goode BL
通讯作者：
Goode BL
影响因子：
3.3
作者：
Bartolini F;Ramalingam N;Gundersen GG
通讯作者：
Gundersen GG
影响因子：
3.3
作者：
Kovar, DR;Wu, JQ;Pollard, TD
通讯作者：
Pollard, TD
影响因子：
4.8
作者：
Myers, Kenneth R.;Fan, Yanjie;McConnell, Patrick;Cooper, John A.;Zheng, James Q.
通讯作者：
Zheng, James Q.