Focal adhesion

Den dynamiska sammansättningen och nedmonteringen av focal adhesions spelar en central roll i cellmigrationen. Under cellmigrationen förändras både sammansättningen och morfologin hos den fokala adhesionen. Initialt bildas små (0,25μm²) fokala adhesioner som kallas fokala komplex (FXs) vid cellens främre kant i lamellipodier: de består av integrin och några av adapterproteinerna, såsom talin, paxillin och tensin. Många av dessa fokala komplex misslyckas med att mogna och monteras ned när lamellipodierna drar sig tillbaka. Vissa fokala komplex mognar dock till större och stabila fokala adhesioner och rekryterar många fler proteiner, t.ex. zyxin. Rekryteringen av komponenter till den fokala adhesionen sker på ett ordnat, sekventiellt sätt. När den väl är på plats förblir en fokal adhesion stationär i förhållande till den extracellulära matrisen, och cellen använder detta som ett ankare på vilket den kan skjuta eller dra sig över ECM. När cellen rör sig längs sin valda väg rör sig en viss fokal adhesion närmare och närmare cellens bakre kant. Vid cellens bakre kant måste den fokala adhesionen lösas upp. Mekanismen för detta är dåligt förstådd och initieras troligen av en rad olika metoder beroende på omständigheterna i cellen. En möjlighet är att det kalciumberoende proteaset calpain är inblandat: det har visats att inhibering av calpain leder till inhibering av separation av fokal adhesion-ECM. Komponenter för fokala adhesioner är bland de kända substraten för calpain, och det är möjligt att calpain bryter ned dessa komponenter för att hjälpa till med separation av fokala adhesioner

Actin retrograd strömningEdit

Samlingen av begynnande fokala adhesioner är i hög grad beroende av processen med retrograd aktinströmning. Detta är det fenomen i en migrerande cell där aktinfilament polymeriseras vid framkanten och flödar tillbaka mot cellkroppen. Detta är källan till den dragkraft som krävs för migration; den fokala adhesionen fungerar som en molekylär koppling när den binder sig till ECM och hindrar aktinets retrograda rörelse, vilket genererar den dragkraft som krävs för att cellen ska kunna röra sig framåt. Denna dragkraft kan visualiseras med dragkraftsmikroskopi. En vanlig metafor för att förklara aktinets retrograda flöde är ett stort antal människor som sköljs nedströms, och medan de gör det hänger några av dem på stenar och grenar längs stranden för att stoppa deras nedströmsrörelse. På så sätt skapas en dragkraft på den sten eller gren som de hänger på. Dessa krafter är nödvändiga för en framgångsrik sammansättning, tillväxt och mognad av fokala adhesioner.

Naturlig biomekanisk sensorRedigera

Extracellulära mekaniska krafter, som utövas genom fokala adhesioner, kan aktivera Src-kinas och stimulera tillväxten av adhesionerna. Detta tyder på att fokala adhesioner kan fungera som mekaniska sensorer och antyder att kraft som genereras från myosinfibrer skulle kunna bidra till att mogna fokalkomplexen.Detta får ytterligare stöd av det faktum att hämning av myosingenererade krafter leder till långsam nedmontering av fokala adhesioner, genom att förändra omsättningskinetiken för fokala adhesionsproteinerna.

Sambandet mellan krafter på fokala adhesioner och deras sammansättningsmässiga mognad är dock fortfarande oklart. Att förhindra mognad av fokala adhesioner genom att hämma myosinaktivitet eller stressfibersammansättning förhindrar till exempel inte de krafter som upprätthålls av fokala adhesioner och hindrar inte heller cellerna från att migrera. Således kan det hända att kraftutbredning genom fokala adhesioner inte avkänns direkt av cellerna på alla tids- och kraftskalor.

Deras roll i mekanosensing är viktig för durotaxis.