Resumen de In vitro reconstitution of the collective activities of motor protein complexes
La localización subcelular de proteínas y ARN es una característica destacada de las células altamente polarizadas. En las neuronas, las proteínas motoras se ocupan de transportar estas moléculas desplazándose a lo largo de los filamentos del citoesqueleto.
Muy a menudo se observan ARN y proteínas desplazándose con movimientos oscilatorios pero con una dirección neta hacia sus destinos finales. Este tipo de motilidad se genera por las acciones opuestas y simultáneas de proteínas motoras anterógradas y retrógradas.
La coordinación de acciones colectivas de motores opuestos está aún por resolver.
Una hipótesis propone que las acciones de los dos motores sean co-dependientes y coordinadas a través de interacciones recíprocas.
Dineína y kinesina-2 son dos complejos motores de orientación opuesta que se desplazan por los microtúbulos en el axón.
Según estudios de co-immunoprecipitación y pull-down, algunos componentes de los dos complejos interactúan entre ellos, aunque la motilidad de los dos complejos no se haya analizado nunca.
En este proyecto utilicé un sistema reconstruido in vitro y microscopía de fluorescencia de reflexión interna total (TIRF) para analizar la interacción entre dineína y kinesina-2, sus motilidad y capacidad de adherirse a los microtúbulos. Mis resultados sugieren que la subunidad KIF3A de kinesina-2 interacciona con dinactina, un activador fundamental de la motilidad de dineína con la proteína adaptador BicD2 (los tres componentes juntos forman el complejo DDB). Tanto kinesina-2 como DDB muestran más adherencia a los microtúbulos en presencia recíproca del otro motor.
Además, kinesina-2 transporta DDB a lo largo de los microtúbulos, y se observa una reducción de la velocidad de la kinesina. Sin embargo, la capacidad de adherirse a los microtúbulos y la velocidad de la kinesina no cambian en presencia de DDB cuando la proteína adaptadora KAP3 está presente, la cual parece estabilizar la procesividad de kinesina-2. Curiosamente, no se han observado nunca movimientos bidireccionales de los complejos DDB-kinesina-2.
Basándome en los datos producidos, propongo que la interacción entre KIF3A y dinactina sea mediadora del transporte de DDB hacia los extremos + de los microtúbulos efectuado por kinesina- 2. No excluyo que otras interacciones proteicas puedan tener un papel importante en este proceso. Concluyo discutiendo la posibilidad que factores extra de andamio ausentes en mi sistema reconstruido puedan ser esenciales en la activación del transporte bidireccional.
