Focal adhesion

Den dynamiske samling og adskillelse af focal adhesions spiller en central rolle i cellemigration. Under cellemigrationen ændres både sammensætningen og morfologien af den fokale adhæsion. I første omgang dannes små (0,25μm²) fokale adhæsioner kaldet fokale komplekser (FXs) ved cellens forreste kant i lamellipodier: de består af integrin og nogle af adapterproteinerne, såsom talin, paxillin og tensin. Mange af disse fokale komplekser modnes ikke og adskilles, efterhånden som lamellipodierne trækker sig tilbage. Nogle fokalkomplekser modnes imidlertid til større og stabile fokaladhæsioner og rekrutterer mange flere proteiner som f.eks. zyxin. Rekrutteringen af komponenter til den fokale adhæsion sker på en ordnet, sekventiel måde. Når først en fokal adhæsion er på plads, forbliver den stationær i forhold til den ekstracellulære matrix, og cellen bruger den som et anker, hvorpå den kan skubbe eller trække sig selv hen over ECM. Efterhånden som cellen bevæger sig langs sin valgte vej, bevæger en given fokal adhæsion sig tættere og tættere på cellens bagkant. Ved cellens bagkant skal den fokale adhæsion opløses. Mekanismen for dette er dårligt forstået og iværksættes sandsynligvis ved hjælp af en række forskellige metoder afhængigt af cellens omstændigheder. En mulighed er, at den calciumafhængige protease calpain er involveret: det er blevet vist, at hæmning af calpain fører til hæmning af fokal adhæsion-ECM-separation. Focal adhesion-komponenter er blandt de kendte calpain-substrater, og det er muligt, at calpain nedbryder disse komponenter for at hjælpe med adskillelsen af focal adhesioner

Actin retrograd strømningRediger

Samlingen af spirende focal adhesioner er i høj grad afhængig af processen med retrograd actinstrømning. Dette er det fænomen i en migrerende celle, hvor aktinfilamenter polymeriseres ved forkanten og flyder tilbage mod cellekroppen. Dette er kilden til den trækkraft, der er nødvendig for migration; den fokale adhæsion fungerer som en molekylær kobling, når den binder sig til ECM og forhindrer den retrograde bevægelse af aktin, hvorved der genereres den trækkraft på stedet for adhæsionen, som er nødvendig for, at cellen kan bevæge sig fremad. Denne trækkraft kan visualiseres med trækstyrkemikroskopi. En almindelig metafor til at forklare actinets retrograde strømning er en stor mængde mennesker, der skylles ned ad floden, og mens de gør det, hænger nogle af dem fast i sten og grene langs bredden for at stoppe deres bevægelse ned ad floden. Der opstår således en trækkende kraft på den sten eller gren, som de hænger fast på. Disse kræfter er nødvendige for en vellykket samling, vækst og modning af fokale adhæsioner.

Naturlig biomekanisk sensorRediger

Ekstracellulære mekaniske kræfter, som udøves gennem fokale adhæsioner, kan aktivere Src kinase og stimulere væksten af adhæsionerne. Dette indikerer, at fokale adhæsioner kan fungere som mekaniske sensorer, og tyder på, at kraft genereret fra myosinfibre kan bidrage til modning af fokalkomplekserne.Dette får yderligere støtte fra det faktum, at inhibering af myosin-genererede kræfter fører til langsom adskillelse af fokale adhæsioner ved at ændre omsætningskinetikken af fokale adhæsionsproteinerne.

Forholdet mellem kræfter på fokale adhæsioner og deres sammensætningsmæssige modning er imidlertid fortsat uklart. For eksempel forhindrer forebyggelse af fokal adhæsionsmaturering ved at hæmme myosinaktivitet eller stressfibersamling ikke kræfter, der opretholdes af fokal adhæsioner, og det forhindrer heller ikke celler i at migrere. Således er det muligt, at kraftudbredelse gennem fokale adhæsioner ikke registreres direkte af cellerne på alle tids- og kraftskalaer.

Deres rolle i mekanosensing er vigtig for durotaxis.