Fluorescence correlation spectroscopy reveals the dynamics of kinesins interacting with organelles during microtubule-dependent transport in cells

Autores
de Rossi, María Cecilia; González Bardeci, Nicolás Diego; Alvarez, Yanina Daniela; Mocksos, Esteban; Romero, Juan José; Bruno, Luciana; Wetzler, Diana Elena; Levi, Valeria
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Microtubule-dependent motors usually work together to transport organelles through the crowded intracellular milieu. Thus, transport performance depends on how motors organize on the cargo. Unfortunately, the lack of methodologies capable of measuring this organization in cells determines that many aspects of the collective action of motors remain elusive. Here, we combined fluorescence fluctuations and single particle tracking techniques to address how kinesins organize on rod-like mitochondria moving along microtubules in cells. This methodology simultaneously provides mitochondria trajectories and EGFP-tagged kinesin-1 intensity at different mitochondrial positions with millisecond resolution. We show that kinesin exchange at the mitochondrion surface is within ~100 ms and depends on the organelle speed. During anterograde transport, the mitochondrial leading tip presents slower motor exchange in comparison to the rear tip. In contrast, retrograde mitochondria show similar exchange rates of kinesins at both tips. Numerical simulations provide theoretical support to these results and evidence that motors do not share the load equally during intracellular transport.
Fil: de Rossi, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: González Bardeci, Nicolás Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Alvarez, Yanina Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Mocksos, Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Centro de Simulación Computacional para Aplicaciones Tecnológicas; Argentina
Fil: Romero, Juan José. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Bruno, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física de Buenos Aires. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física de Buenos Aires; Argentina
Fil: Wetzler, Diana Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Fil: Levi, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
Materia
DROSOPHILA S2 CELLS
INTRACELLULAR TRANSPORT
KINESIN-1
MITOCHONDRIA
MOLECULAR MOTORS
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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This methodology simultaneously provides mitochondria trajectories and EGFP-tagged kinesin-1 intensity at different mitochondrial positions with millisecond resolution. We show that kinesin exchange at the mitochondrion surface is within ~100 ms and depends on the organelle speed. During anterograde transport, the mitochondrial leading tip presents slower motor exchange in comparison to the rear tip. In contrast, retrograde mitochondria show similar exchange rates of kinesins at both tips. Numerical simulations provide theoretical support to these results and evidence that motors do not share the load equally during intracellular transport.Fil: de Rossi, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: González Bardeci, Nicolás Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Alvarez, Yanina Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Mocksos, Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. 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Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Levi, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaElsevier Science2019-10info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/123561de Rossi, María Cecilia; González Bardeci, Nicolás Diego; Alvarez, Yanina Daniela; Mocksos, Esteban; Romero, Juan José; et al.; Fluorescence correlation spectroscopy reveals the dynamics of kinesins interacting with organelles during microtubule-dependent transport in cells; Elsevier Science; Biochimica et Biophysica Acta-Molecular Cell Research; 1867; 1; 10-2019; 1-380167-4889CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167488919301806info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.bbamcr.2019.118572info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T09:47:31Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/123561instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 09:47:32.109CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Fil: de Rossi, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina
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