Filopodien rotieren und wickeln sich, indem sie aktiv Drehungen in ihrem Aktinschaft erzeugen

Filopodien sind aktinreiche Strukturen, die auf der Oberfläche eukaryotischer Zellen vorhanden sind. Diese Strukturen spielen eine entscheidende Rolle, indem sie es Zellen ermöglichen, ihre Umgebung zu erkunden, mechanische Kräfte zu erzeugen oder chemische Signale auszusenden. Ihre komplexe Dynamik umfasst Knicken, Ziehen, Längen- und Formveränderungen. Wir zeigen, dass Filopodien zusätzlich ihren 3D-extrazellulären Raum erkunden, indem sie Wachstum und Schrumpfung mit axialem Drehen und Knicken kombinieren. Wichtig ist, dass der Aktinkern in Filopodien eine Dreh- oder Drehbewegung ausführt, die bei einer Reihe von Zelltypen von der frühesten Entwicklung bis hin zu hoch differenzierten Gewebezellen beobachtet wird. Nicht-Gleichgewicht-physikalische Modellierungen von Aktin und Myosin bestätigen, dass Drehung ein emergentes Phänomen aktiver Filamente ist, die in einem engen Kanal gefangen sind, was durch gemessene Zugkräfte und spiralförmige Knicke unterstützt wird, die auf die Ansammlung ausreichender Drehung zurückgeführt werden können. Diese Ergebnisse führen uns zu dem Schluss, dass die aktiv induzierte Drehung des Aktinschafts ein allgemeiner Mechanismus ist, der grundlegenden Funktionen von Filopodien zugrunde liegt.