Focale adhesie

De dynamische assemblage en ontmanteling van focale adhesies speelt een centrale rol in celmigratie. Tijdens de celmigratie veranderen zowel de samenstelling als de morfologie van de focale adhesie. Aanvankelijk worden kleine (0,25μm²) focale adhesies, focale complexen (FXs) genaamd, gevormd aan de voorrand van de cel in lamellipodia: ze bestaan uit integrine, en sommige van de adapter-eiwitten, zoals taline, paxilline en tensine. Veel van deze focale complexen rijpen niet uit en worden gedesintegreerd wanneer de lamellipodia zich terugtrekken. Sommige focale complexen rijpen echter uit tot grotere en stabiele focale adhesies, en rekruteren veel meer eiwitten, zoals zyxine. De rekrutering van componenten voor de focale adhesie gebeurt op een geordende, opeenvolgende manier. Eenmaal op zijn plaats blijft een focale adhesie stationair ten opzichte van de extracellulaire matrix, en de cel gebruikt dit als een anker waaraan hij zich over de ECM kan duwen of trekken. Naarmate de cel vordert op zijn gekozen pad, beweegt een bepaalde focale adhesie zich steeds dichter naar de achterrand van de cel. Aan de achterrand van de cel moet de focale adhesie worden opgelost. Het mechanisme hiervan is slecht begrepen en wordt waarschijnlijk in gang gezet door een aantal verschillende methoden, afhankelijk van de omstandigheden van de cel. Eén mogelijkheid is dat het calcium-afhankelijke protease calpain hierbij betrokken is: er is aangetoond dat remming van calpain leidt tot remming van de focale adhesie-ECM scheiding. Focal adhesion componenten behoren tot de bekende calpain substraten, en het is mogelijk dat calpain deze componenten afbreekt om te helpen bij de ontmanteling van de focal adhesion

Actine retrograde flowEdit

De assemblage van ontluikende focal adhesions is sterk afhankelijk van het proces van retrograde actine flow. Dit is het fenomeen in een migrerende cel waar actine filamenten polymeriseren aan de voorrand en terugvloeien naar het cellichaam. Dit is de bron van tractie die nodig is voor migratie; de focale adhesie werkt als een moleculaire koppeling wanneer deze zich vasthecht aan de ECM en de retrograde beweging van actine belemmert, waardoor de trekkracht (tractie) wordt opgewekt op de plaats van de adhesie die nodig is voor de cel om naar voren te bewegen. Deze trekkracht kan worden gevisualiseerd met trekkrachtmicroscopie. Een veelgebruikte metafoor om actine retrograde stroming uit te leggen is een groot aantal mensen dat stroomafwaarts wordt gespoeld, en terwijl zij dit doen, hangen sommigen van hen aan rotsen en takken langs de oever om hun stroomafwaartse beweging te stoppen. Zo ontstaat een trekkracht op de rots of de tak waaraan zij zich vastklampen. Deze krachten zijn noodzakelijk voor de succesvolle assemblage, groei en rijping van focal adhesions.

Natuurlijke biomechanische sensorEdit

Extracellulaire mechanische krachten, die via focal adhesions worden uitgeoefend, kunnen Src kinase activeren en de groei van de adhesions stimuleren. Dit geeft aan dat focal adhesions kunnen functioneren als mechanische sensoren, en suggereert dat kracht gegenereerd door myosine vezels zou kunnen bijdragen aan de rijping van de focal complexen.Dit wordt verder ondersteund door het feit dat remming van myosine-gegenereerde krachten leidt tot langzame ontmanteling van focal adhesions, door het veranderen van de turnover kinetiek van de focal adhesion eiwitten.

De relatie tussen krachten op focal adhesions en hun compositorische rijping, blijft echter onduidelijk. Bijvoorbeeld, het voorkomen van focal adhesion rijping door remming van myosine activiteit of stress vezel assemblage voorkomt niet dat krachten ondersteund door focal adhesies, noch verhindert het cellen te migreren. Het is dus mogelijk dat de voortplanting van krachten door focal adhesions niet direct door cellen wordt waargenomen op alle tijd- en krachtschalen.

Hun rol in mechanosensing is belangrijk voor durotaxis.