Os filamentos intermediários de vimentina e a actina filamentosa formam redes interpenetrantes inesperadas que redefinem o córtex celular

O citoesqueleto de células eucarióticas é composto principalmente por redes de proteínas filamentares, F-actina, microtúbulos e filamentos intermediários. As interações entre os componentes do citoesqueleto são importantes para determinar a estrutura celular e regular as funções celulares. Por exemplo, a F-actina e os microtúbulos trabalham juntos para controlar a forma e a polaridade celular, enquanto a organização subcelular e o transporte das redes de filamentos intermediários de vimentina (VIF) dependem de suas interações com microtúbulos. No entanto, geralmente se pensa que a F-actina e os VIFs formam duas redes coexistentes, mas separadas, que são independentes devido às diferenças observadas em sua distribuição espacial e funções. Neste artigo, apresentamos uma investigação mais detalhada da inter-relação estrutural e funcional entre as redes de citoesqueleto de F-actina e VIF. Caracterizamos a estrutura das redes de VIFs e F-actina dentro do córtex celular usando microscopia de iluminação estruturada e tomografia eletrônica de crio. Descobrimos que os VIFs e a F-actina formam uma rede interpenetrante (IPN) com interações em múltiplas escalas de comprimento, e os VIFs são componentes integrais das fibras de estresse da F-actina. A partir de medições de recuperação da contractilidade celular após estiramento transitório, descobrimos que a estrutura IPN resulta em forças contráteis aumentadas e contribui para a resiliência celular. Estudos de redes reconstituídas e medições dinâmicas em células sugerem associações diretas e específicas entre VIFs e F-actina. A partir desses resultados, concluímos que os VIFs e a F-actina atuam sinergicamente, tanto em sua estrutura quanto em sua função. Esses resultados alteram profundamente nossa compreensão das contribuições dos componentes do citoesqueleto, particularmente as interações entre filamentos intermediários e F-actina.