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

Dentro de cada célula viva, um projeto de construção vasto e intrincado está constantemente em curso. Os materiais para este trabalho são longos e finos filamentos proteicos chamados de filamentos de actina. Esses filamentos não apenas flutuam sem rumo; eles se ligam para formar redes que dão à célula sua forma, permitem que ela se mova e a ajudam a agarrar-se a superfícies. Embora os cientistas saibam há muito tempo que as células contêm muitos tipos diferentes dessas redes de actina, cada uma projetada para um trabalho específico, o mecanismo exato pelo qual uma célula constrói um tipo específico de rede no meio de um ambiente compartilhado e lotado permaneceu um mistério. É como se uma única fábrica estivesse produzindo tanto janelas de vidro delicadas quanto pesadas vigas de aço, mas as instruções sobre qual máquina faz qual material estivessem escondidas. Compreender como as células resolvem essas tarefas é crucial porque a capacidade de construir e desmontar essas estruturas corretamente determina se uma célula pode se mover, curar uma ferida ou manter sua posição.

Pesquisadores voltaram recentemente sua atenção para um canteiro de obras específico dentro da célula conhecido como adesão focal. Estes são os pontos onde a célula se ancora ao mundo exterior, agindo como a fundação de um edifício. Nesses locais, a célula precisa montar camadas distintas de filamentos de actina, algumas das quais são reforçadas por proteínas específicas chamadas alfa-actinina e tropomiosina. O estudo focou em duas versões particulares da proteína tropomiosina, conhecidas como Tpm1.6 e Tpm3.2, que atuam como estabilizadores dos filamentos de actina. A questão central era como a célula decide qual construtor enviar para a adesão focal para montar os filamentos reforçados por Tpm3.2 e qual enviar para os feixes reforçados por alfa-actinina.

Para resolver esse quebra-cabeça, os cientistas usaram uma estratégia inteligente para manipular a maquinaria interna da célula. Eles alteraram geneticamente a célula para impedir que certos construtores de proteínas funcionassem e também usaram uma técnica para mover esses construtores para uma parte diferente da célula, especificamente visando as mitocôndrias, para ver o que acontecia quando eles eram removidos do canteiro de obras. Através desses experimentos, eles descobriram que duas famílias diferentes de proteínas construtoras são responsáveis pela criação dessas camadas distintas de actina. Uma família, chamada proteínas Ena/VASP, é responsável por montar feixes de filamentos de actina que são reticulados por alfa-actinina. O outro construtor, uma proteína chamada DAAM1, é o arquiteto específico que monta os filamentos reforçados por Tpm3.2.

Os pesquisadores descobriram que, quando removiam o construtor DAAM1, os níveis da proteína Tpm3.2 caíam significativamente, e a célula tinha dificuldade em desmontar suas adesões focais quando precisava se mover. Este resultado foi quase idêntico ao que acontecia quando a própria proteína Tpm3.2 estava ausente, confirmando que a DAAM1 é essencial para criar este tipo específico de filamento. Em contraste, quando os construtores Ena/VASP eram removidos, as adesões focais falhavam em amadurecer adequadamente e a proteína alfa-actinina desaparecia desses locais. Essas descobertas sugerem que a célula não utiliza uma única máquina de uso geral para construir todas as suas estruturas de actina. Em vez disso, ela emprega construtores especializados, cada um com um papel único, para construir arranjos de filamentos bioquimicamente diferentes e funcionalmente distintos bem ao lado uns dos outros. Essa divisão precisa de tarefas garante que a célula possa manter a arquitetura complexa e multicamadas necessária para que ela funcione corretamente.