Investigadores del Mechanobiology Institute, Singapur MBI de la Universidad Nacional de Singapur, informan que la endocitosis, que anteriormente se consideraba un proceso aleatorio, en realidad ocurre de manera coordinada a través de dinámicas colectivas. El trabajo, dirigido por el profesor asistenteWu Min, mostró cómo se descubrió que una vía endocítica principal mediada por la proteína clatrina comienza con ondas de clatrina que viajan periódicamente, que se acoplan temporal y espacialmente a las ondas de actina corticales aguas abajo. Las ondas endocíticas de clatrina se identificaron aquí como el iniciador aguas arriba de la corticalondas de actina. Este trabajo fue publicado en Célula del desarrollo el 20 de noviembre de 2017.
'Birds of a feather flock together' es un viejo proverbio que utiliza la dinámica colectiva de la naturaleza para describir las tendencias de agrupación de los seres vivos. No solo los pájaros se juntan sino también innumerables ejemplos a lo largo de la vida, desde lo macroscópico hasta lo microscópico, incluyendo bancos de peces, colonias de bacterias, grupos de células migratorias e incluso algunas proteínas. La dinámica colectiva es, por lo tanto, un fenómeno natural que ocurre cuando la dinámica de cada individuo dentro del grupo se sincroniza entre sí, dando un efecto visual y funcional colectivo.
Dentro de las células, la dinámica colectiva de la proteína actina del citoesqueleto es bien conocida. La actina es una proteína filamentosa que, junto con otros elementos del citoesqueleto, forma una red dinámica de filamentos que proporcionan tanto soporte estructural como capacidades funcionales críticas a la célula.El montaje y desmontaje coordinados de actina en la corteza celular, que se encuentra justo debajo de la membrana plasmática, genera ondas de actina corticales que son cruciales para funciones celulares importantes, como la migración y la polaridad celular.
Aunque se han identificado proteínas que participan en la formación de ondas corticales, no se conocían los factores / procesos que desencadenan su aparición, o establecen las direcciones en las que se propagarán.
Papel de la clatrina en el inicio de las ondas corticales de actina
Como se ha descubierto que las proteínas endocíticas como F-BAR juegan un papel en las ondas de actina corticales, los investigadores buscaron comprender el vínculo entre la endocitosis y las ondas de actina corticales. La endocitosis es un proceso fundamental de tráfico de membrana por el cual las células absorben factores externostales como proteínas y agentes patógenos. Existen múltiples modos de endocitosis, de los cuales la endocitosis mediada por clatrina CME es un ejemplo importante. CME se inicia mediante la unión de un ligando a un receptor, seguido de la invaginación de la membrana, el recubrimiento de la invaginación porla proteína clatrina en forma de triskelion, y brotando de la vesícula recubierta de clatrina.
Utilizando imágenes sensibles de células vivas, el equipo observó que las ondas endocíticas iniciadas por clatrina emergen en algunas poblaciones celulares. Estas ondas de clatrina estaban temporalmente relacionadas y coordinadas con las ondas aguas abajo de F-BAR y otras proteínas reguladoras de actina como Cdc42 y N-WASP. Los investigadores observaron que para tal coordinación entre las ondas endocíticas y corticales, se requería una retroalimentación entre F-BAR / Cdc42 / N-WASP aguas abajo y clatrina.
La retroalimentación, que combina la iniciación de ondas endocíticas por clatrina a ondas de actina cortical es análoga a la de un grupo de personas que caminan sobre un puente tambaleante. A medida que uno de los pasos individuales sobre el puente, se generará un pequeño movimiento del puente.el movimiento aumentará cuando otra persona camina en sincronía con la primera. El movimiento de balanceo resultante del puente obliga a otros en el puente a caminar en sincronía. Sin embargo, una vez que están fuera del puente, el acoplamiento de retroalimentación se pierde y la gente puede caminar nuevamente ensu propio ritmo
Se puede prever una situación similar para la CME. En condiciones normales no hay coordinación entre el ensamblaje de clatrina y las ondas de actina cortical y, por lo tanto, la CME se produce como un proceso aleatorio. Sin embargo, las claquetas pueden iniciar ondas endocíticas a través de un mecanismo de retroalimentación positiva entre clatrinay proteínas aguas abajo que incluyen proteínas reguladoras de actina, así como proteínas de membrana como PIP3. Esto, en efecto, hace que la clatrina regule la aparición de ondas corticales de actina.
Encontrar el vínculo entre la endocitosis y las ondas de actina corticales
Este estudio informa por primera vez la aparición de dinámicas colectivas de endocitosis y muestra cómo esto regula la aparición de ondas de actina corticales. El vínculo entre la endocitosis y la generación de ondas de actina corticales puede proporcionar una visión más profunda de cómo las células mantienen la composición y la dinámicade la membrana plasmática.
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Materiales proporcionado por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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