DAAM1 formin and Ena/VASP proteins assemble functionally distinct actin filaments for focal adhesions

Dentro de cada célula viva, un proyecto de construcción vasto e intrincado se lleva a cabo constantemente. Los materiales para este trabajo son largas y delgadas hebras de proteínas llamadas filamentos de actina. Estas hebras no solo flotan sin rumbo; se enlazan entre sí para formar redes que le dan a la célula su forma, le permiten moverse y la ayudan a agarrarse a las superficies. Si bien los científicos han sabido durante mucho tiempo que las células contienen muchos tipos diferentes de estas redes de actina, cada una diseñada para un trabajo específico, el mecanismo exacto por el cual una célula construye un tipo específico de red en medio de un entorno compartido y congestionado ha seguido siendo un misterio. Es como si una sola fábrica estuviera produciendo tanto delicadas ventanas de vidrio como pesadas vigas de acero, pero las instrucciones sobre qué máquina fabrica cada material estuvieran ocultas. Comprender cómo las células resuelven estas tareas es crucial porque la capacidad de construir y desmantelar estas estructuras correctamente determina si una célula puede moverse, curar una herida o mantener su posición.

Los investigadores centraron recientemente su atención en un sitio de construcción específico dentro de la célula conocido como adhesión focal. Estos son los puntos donde la célula se ancla al mundo exterior, actuando como los cimientos de un edificio. En estos sitios, la célula necesita ensamblar capas distintas de filamentos de actina, algunas de las cuales están reforzadas por proteínas específicas llamadas alfa-actinina y tropomiosina. El estudio se centró en dos versiones particulares de la proteína tropomiosina, conocidas como Tpm1.6 y Tpm3.2, que actúan como estabilizadores de las hebras de actina. La pregunta central era cómo decide la célula a qué constructor enviar a la adhesión focal para ensamblar los filamentos reforzados por Tpm3.2 y a cuál enviar para los haces reforzados por alfa-actinina.

Para resolver este rompecabezas, los científicos utilizaron una estrategia ingeniosa para manipular la maquinaria interna de la célula. Alteraron genéticamente la célula para evitar que ciertos constructores de proteínas funcionaran, y también utilizaron una técnica para mover a estos constructores a una parte diferente de la célula, específicamente hacia las mitocondrias, para ver qué sucedía cuando eran retirados del sitio de construcción. A través de estos experimentos, descubrieron que dos familias diferentes de proteínas constructoras son responsables de crear estas capas de actina distintas. Una familia, llamada proteínas Ena/VASP, es responsable de ensamblar haces de filamentos de actina que están entretejidos por alfa-actinina. El otro constructor, una proteína llamada DAAM1, es el arquitecto específico que ensambla los filamentos reforzados por Tpm3.2.

Los investigadores descubrieron que cuando eliminaban al constructor DAAM1, los niveles de la proteína Tpm3.2 disminuían significamente, y la célula tenía dificultades para desmantelar sus adhesiones focales cuando necesitaba moverse. Este resultado fue casi idéntico a lo que sucedía cuando la propia proteína Tpm3.2 faltaba, confirmando que DAAM1 es esencial para crear este tipo específico de filamento. En contraste, cuando se eliminaban los constructores Ena/VASP, las adhesiones focales no lograban madurar adecuadamente y la proteína alfa-actinina desaparecía de estos sitios. Estos hallazgos sugieren que la célula no utiliza una única máquina de propósito general para construir todas sus estructuras de actina. En su lugar, emplea constructores especializados, cada uno con un papel único, para construir arreglos de filamentos bioquímicamente diferentes y funcionalmente distintos justo uno al lado del otro. Esta división precisa del trabajo asegura que la célula pueda mantener la compleja arquitectura multicapa necesaria para que funcione correctamente.