Cytoskelettomvandling

Cytoskelettomvandling är den dynamiska omorganiseringen av cellens cytoskelett, som främst består av aktinfilament, mikrotubuli och intermediära filament. Denna omvandling gör det möjligt för cellen att ändra form, flytta sig, dela sig och organisera intracellulära processer. Den är beroende av energi och regleras av ett komplext nätverk av proteiner som förbinder, klipper, korsbinder och motoriserar filamenten.

Fördjupningen av cytoskelettet sker genom polymerisering och depolymerisering av aktin och mikrotubuli, brytning och återbildning av filament samt korsbindning av nätverk. Aktin bygger strukturer som lamellipodier och filopodier och styr kontraktion via myosin. Mikrotubuli genomgår dynamisk instabilitet som flyttar kärnan och organeller. Intermediära filament bidrar till cellens mekaniska hållfasthet. Motorproteiner som myosin, kinesin och dynein omvandlar kemisk energi till rörelse längs filamentsystemen.

Regleringen sker främst via Rho-familjens GTPaser (RhoA, Rac1, Cdc42) som aktiverar olika effektorer som ROCK och forminer eller Arp2/3-komplexet. Cofilin, profilin och andra aktinbindande proteiner styr polymerisering och filamentstabilitet. Signalvägar aktiveras av tillväxtfaktorer, integrinsignalering och mekaniska signaler, ofta via kalcium- och kinasesignalering. Filamentomvandlingen anpassas alltså till cellens sammanhang, exempelvis vid migration, adhesion och svar på omgivningen.

Funktioner inkluderar cellrörelse och riktad migration, endocytos/vesikulär transport, cellform och vävnadsutveckling. Omvandlingen är avgörande under embryonal morphogenesis, läkning och svar på mekaniska krafter. Förändringar i cytoskelettreglering ses vid cancermetastas, neurodegenerativa sjukdomar och kardiovaskulära tillstånd där cellers form och rörlighet påverkas.

Mätningar görs med ljusmikroskopi i realtid, immunfärgning och biokemiska tester av aktin- och mikrotubulusbindande proteiner.