γ‐Actin regulates cell migration and modulates the ROCK signaling pathway

Abstract

Cell migration plays a crucial role in numerous cellular functions, and alterations in the regulation of cell migration are required for invasive transformation of a tumor cell. While the mechanistic process of actin-based migration has been well documented, little is known as to the specific function of the nonmuscle actin isoforms in mammalian cells. Here, we present a comprehensive examination of γ-actin's role in cell migration using an RNAi approach. The partial suppression of γ-actin expression in SH-EP neuroblastoma cells resulted in a significant decrease in wound healing and transwell migration. Similarly, the knockdown of γ-actin significantly reduced speed of motility and severely affected the cell's ability to explore, which was, in part, due to a loss of cell polarity. Moreover, there was a significant increase in the size and number of paxillin-containing focal adhesions, coupled with a significant decrease in phosphorylated paxillin in γ-actin-knockdown cells. In addition, there was a significant increase in the phosphorylation of cofilin and myosin regulatory light chain, suggesting an overactivated Rho-associated kinase (ROCK) signaling pathway in γ-actin-knockdown cells. The alterations in the phosphorylation of paxillin and myosin regulatory light chain were unique to γ-actin and not β-actin knockdown. Inhibition of the ROCK pathway with the inhibitor Y-27632 restored the ability of γ-actin-knockdown cells to migrate. This study demonstrates γ-actin as a potential upstream regulator of ROCK mediated cell migration.

Revisiting Actin's role in early centrosome separation

“…3 Although Po'uha and Kavallaris did not score centrosome separation in this study, previous work from their lab established a role for g-actin in centrosome reorientation during cell migration. 1 Taken together, these data implicate g-actin in centrosome dynamics, and the mitotic defects and delays reported in the present study 3 are consistent with those that appear when acto-myosin-dependent centrosome separation is compromised. 6 Depletion of g-actin also impaired interphase cell cycle progression, leading to unusually high levels of cyclin E. 3 Cyclin E is highest during the transition from G1/S phase and suspiciously close to the time at which centrosomes are "licensed" to replicate by centriole disengagement.…”

“…Their relative localization and function are intriguing and not fully coincident. 1 In general, g-actin is associated with cytoplasmic and cortical actin meshworks while b-actin is enriched in contractile elements such as stress fibers and cleavage furrows. Recent work has specifically implicated the g-actin isoform as a tumor promotor.…”

Actin isoforms and neoplastic transformation

“…Тем не менее той же группой R. H. Singer опубликованы данные о том, что взаимодействие ZBP1, необходимое для локализации мРНК β-актина на ведущем крае фибробластов, вызывает стабильный поляризованный фенотип у опухолевых клеток, но ре-дуцирует их хемотактически зависимую подвижность, инвазивность и метастатический потенциал [66]. Ча-стичная супрессия γ-актина в клетках SH-EP нейробла-стомы [67] с помощью малых интерферирующих РНК значительно угнетала миграцию в экспериментальную «рану» и через фильтры, а также происходили потеря полярности и снижение скорости движения при оди-ночной миграции клеток. Более того, значительно возрастали количество фокальных контактов и их раз-меры, а также уменьшалось количество фосфорилиро-ванного паксиллина -маркера ранних инициальных контактов.…”

“…Более того, значительно возрастали количество фокальных контактов и их раз-меры, а также уменьшалось количество фосфорилиро-ванного паксиллина -маркера ранних инициальных контактов. Изменения цитоскелета сопровождались активацией Rho-киназного сигнального пути [67]. В 2012 г. показано, что угнетение миграционного по-тенциала эмбриональных фибробластов с выключен-ным геном ACTB происходит из-за компенсаторной экспрессии α-гладкомышечного актина и повышенной сократимости таких клеток.…”

“…На различных клеточных культурах продемонстри-ровано, что модуляция экспрессии γ-актина приводит к похожим функциональным изменениям в нормаль-ных и трансформированных клетках [51,67,76,77]. Две цитоплазматические изоформы играют разные роли в неопластической трансформации.…”