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首页> 外文期刊>Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America >How actin network dynamics control the onset of actin-based motility
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How actin network dynamics control the onset of actin-based motility

机译：肌动蛋白网络动力学如何控制基于肌动蛋白的运动的发作

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Cells use their dynamic actin network to control their mechanics and motility. These networks are made of branched actin filaments generated by the Arp2/3 complex. Here we study under which conditions the microscopic organization of branched actin networks builds up a sufficient stress to trigger sustained motility. In our experimental setup, dynamic actin networks or "gels" are grown on a hard bead in a controlled minimal protein system containing actin monomers, prof ilin, the Arp2/3 complex and capping protein. We vary protein concentrations and follow experimentally and through simulations the shape and mechanical properties of the actin gel growing around beads. Actin gel morphology is controlled by elementary steps including "primer" contact, growth of the network, entanglement, mechanical interaction and force production. We show that varying the biochemical orchestration of these steps can lead to the loss of network cohesion and the lack of effective force production. We propose a predictive phase diagram of actin gel fate as a function of protein concentrations. This work unveils how, in growing actin networks, a tight biochemical and physical coupling smoothens initial primer-caused heterogeneities and governs force buildup and cell motility.
机译：细胞利用其动态肌动蛋白网络来控制其力学和运动能力。这些网络由Arp2 / 3复合物产生的支链肌动蛋白丝组成。在这里，我们研究在哪些条件下分支肌动蛋白网络的微观组织建立起足以触发持续运动的压力。在我们的实验装置中，动态肌动蛋白网络或“凝胶”在受控的最小蛋白质系统中的硬珠上生长，该系统包含肌动蛋白单体，脯氨酸，Arp2 / 3复合物和封端蛋白。我们改变蛋白质的浓度，并通过实验和模拟来跟踪生长在珠子周围的肌动蛋白凝胶的形状和机械性能。肌动蛋白凝胶的形态由基本步骤控制，这些基本步骤包括“引物”接触，网络生长，缠结，机械相互作用和力产生。我们表明，改变这些步骤的生化流程会导致网络内聚力的丧失和有效力产生的缺乏。我们提出了肌动蛋白凝胶命运作为蛋白质浓度的函数的预测相图。这项工作揭示了在不断增长的肌动蛋白网络中，紧密的生化和物理偶联如何平滑初始引物引起的异质性，并控制力的建立和细胞运动。

著录项

  • 来源
  • 作者

    Agnieszka Kawska; Kevin Carvalho; John Manzi; Rajaa Boujemaa-Paterski; Laurent Blanchoin; Jean-Louis Martiel; Cecile Sykes;

  • 作者单位

    Laboratoire de Physiologie Cellulaire Vegetale, Institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant, Centre National de la Recherche Scientifique/Commissariat a I'Energie Atomique et aux energies alternatives/lnstitut National de la Recherche Agronomique/Universite Joseph Fourier, 38054 Grenoble, France;

    Institut Curie, Centre de Recherche, F-75248 Paris, France,Centre National de la Recherche Scientifique, Unite Mixte de Recherche 168, F-75248 Paris, France,Universite Paris VI, F-75248 Paris, France;

    Institut Curie, Centre de Recherche, F-75248 Paris, France,Centre National de la Recherche Scientifique, Unite Mixte de Recherche 168, F-75248 Paris, France,Universite Paris VI, F-75248 Paris, France;

    Laboratoire de Physiologie Cellulaire Vegetale, Institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant, Centre National de la Recherche Scientifique/Commissariat a I'Energie Atomique et aux energies alternatives/lnstitut National de la Recherche Agronomique/Universite Joseph Fourier, 38054 Grenoble, France;

    Laboratoire de Physiologie Cellulaire Vegetale, Institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant, Centre National de la Recherche Scientifique/Commissariat a I'Energie Atomique et aux energies alternatives/lnstitut National de la Recherche Agronomique/Universite Joseph Fourier, 38054 Grenoble, France;

    Laboratoire de Physiologie Cellulaire Vegetale, Institut de Recherches en Technologies et Sciences pour le Vivant, Centre National de la Recherche Scientifique/Commissariat a I'Energie Atomique et aux energies alternatives/lnstitut National de la Recherche Agronomique/Universite Joseph Fourier, 38054 Grenoble, France;

    Institut Curie, Centre de Recherche, F-75248 Paris, France,Centre National de la Recherche Scientifique, Unite Mixte de Recherche 168, F-75248 Paris, France,Universite Paris VI, F-75248 Paris, France;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    actin force generation; modeling; symmetry breaking;

    机译：肌动蛋白生成造型;对称破坏;

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