У C. elegans эксперссия специфических генов м. подавляться с помощью RNA interference (RNAi) просто кормлением личинок или взрослых червей бактериями, экспрессирующими соотв. двунитчатую РНК. На p. 3871, Jean Schwarzbauer и др. использовали эту технику, чтобы показать, что talin, ассоциированный с цитоскелетом белок и ключевой компонент фокальных адгезий, необходим для контрактильных функций личиночных и взрослых тканей C. elegans и для регуляции передачи сигналов интегринов во время миграции клеток. В их экспериментах подавление talin вызывало дизорганизацию цитоскелета в контрактильных мышечных клетках, давая фенотип паралича, который обнаруживатеся также у червей, которые не экспрессируют интегринов. Кроме того, снижение экспрессии талина нарушает миграцию клеток distal tip, созревание ооцитов и структуру клеточной оболочки гонад и врезультате возникают серьёзные дефекты в формировании гонад. Schwarzbauer и др. приходят к выводу, что и др. гены, участвующие в предаче сигналов и функции интегринов, м. б. идентифицированы с помощью RNAi-based скрининга, при учёте дефектов миграции клеток в distal tip.

Huang, C. et al. Talin phosphorylation by Cdk5 regulates Smurf1-mediated talin head ubiquitylation and cell migration. Nature Cell Biol. 11, 624–630 (2009). Article

Talin важен для активации integrin и образования фокальных адгезий (слипчивых соединений). В мигрирующих клетках talin расщепляется с помощью calpain на палочковидный домен и домен головки, который связывает beta integrin хвосты. Головной домен содержит потенциальный сайт фосфорилирования для CDK5 - киназы, которая, как известно, влияет на миграцию клеток. В сообщении Mark Ginsberg, Ken Jacobson и коллег установлено, что CDK5-зависимое фосфорилирование головного домена talin регулирует его ubiquitylation и деградацию посредством E3 ubiquitin лигазы SMURF1, контролируя тем самым оборот адгезий и миграцию.

Авт. показали, что CDK5 фосфорилирует головной домен талина по Ser425 in vitro и in vivo. Поскольку известно, что talin регулирует динамику фокальных адгезий, то они анализировали оборот у двух мутантов talin - неспособного к фосфорилированию talinS425A и phosphomimetic talinS425D - слитых с enhanced green fluorescent protein (EGFP) в выпячиваниях клеток Chinese hamster ovary (CHO). Разборка фокальныйх адгезий увеличивалась в присутствии EGFP-talinS425A и снижалась в присутствии EGFP-talinS425D. Более того, снижение фосфорилирования талина предупреждает стабилизацию выпячиваний, тогда как экспрессия EGFP-talinS425D давала более устойчивые выпячивания, чрезвычайно укрепляя слипчивость клеток с субстратом и нарушая миграцию клеток. Этот эффект не зависит от типа клеток, т.к. фосфорилирование talin по Ser425 было также важным и для миграции нейрональных клеток.

Но как CDK5-обусловленное фосфорилирование талина регулирует разборку фокальных адгезий? Авт. сконцентрировались на роли SMURF1, который направляет белки на протеосомную деградацию и локализует фокальные адгезии. SMURF1 крепко соединяется с головным доменом талина, но не с талином полной длины in vitro и in vivo, и это взаимодействие зависит от активности CDK5. In vitro фосфорилирование ингибирует связывание головного домена талина с SMURF1, тогда как мутация в Ser425 предупреждает фосфорилирование, усиливая связывание talin с SMURF1. Это указывает на то, что фосфорилирование talin с помощью CDK5 ингибирует его взаимодействие с SMURF1. Уровни головного домена talin также снижаются, когда производится ко-трансфекция с SMURF1 в CHO клетки, но деградация ингибируется в ответ на действие протеосомного ингибитора, указывая тем самым, что SMURF1-обусловленное ubiquitylation ведет к деградации головного домена. Авт. подтвердили, что ubiquitylation талина, обеспечивается с помощью SMURF1 и что оно ингибируется вследствие фосфорилирования талина с помощью CDK5 in vivo.

Эта работа показала. что CDK5-обеспечиваемое фосфорилирование головного домена талина предупреждает его взаимодействие с SMURF1 и тем самым его деградацию. Авт. также показали. что последующая деградация головного домена талина способствует обороту фокальных адгезий. Т.о., регуляция talin с помощью CDK5 стабилизирует адгезии и ламеллиподии по фронту клетки, приводя к оптимальной скорости миграции клеток.