Механизм роста аксона

Перемещение конуса роста осуществляется при помощи молекулярного мотора. В конусе роста различают центральный и периферический домен. Периферический домен объединяет филоподии и часть ламеллоподии. Здесь актин полимеризуется на ведущем конце нити, что поддерживает рост аксона в ортоградном направлении, но тянется в обратном (ретроградном) направлении за счет работы миозинового мотора. Ретроградное перемещение актина сдерживает проникновение микротрубочек в периферический домен. Сигналы взаимодействия поверхностных рецепторов с лигандами угнетают ретроградное перемещение актиновых нитей и равновесие между сборкой и перемещением актиновых нитей в ортоградном направлении, с одной стороны, и ретроградным перемещением актиновых нитей за счет работы мотора, с другой стороны, нарушается в пользу первого и в итоге обеспечивает перемещение (рост) всей структуры конуса роста в ортоградном направлении. Остановка ретроградного перемещения актина позволяет микротрубочкам проникать в периферический домен. Этот рост микротрубочек осуществляется путём полимеризации тубулина. В результате аксон удлиняется.

Реакции актина на ведущем конце ламеллоподии. Сеть цитоскелета на ведущем конце ламеллоподии содержит интенсивно ветвящиеся актиновые нити с (+)–концом, направленным в сторону роста, и (–)–концом, образующим угол ~70º с другими нитями. В состоянии покоя (+)-конец актиновой нити обычно покрыт кэппинг–белком. Под действием стимула происходит полимеризация актина на свободном (+)–конце нити, расположенной в ведущей части конуса роста. Нить удлиняется и возникает усилие в направлении поверхностной мембраны. В диссоциации кэппинг–белка и освобождении (+)–конца актиновой нити имеют значение увеличение уровня инозитолдифосфата, разрезание нити ADF/кофилином и нуклеация актина, зависимая от комплекса Arp2/3. Этот комплекс активируется при связывании с белком N–WASP (Wiskott-Aldrich SyndromeProtein, тяжелая врожденная нейтропения, тромбоцитопения), одна из форм которого, в свою очередь, активируется при участии Cdc42.