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Gonçalves-Santos F, De-Castro ARG, Rodrigues DRM, De-Castro MJG, Gassmann R, Abreu CMC, Dantas TJ. Hot-wiring dynein-2 establishes roles for IFT-A in retrograde train assembly and motility. Cell Rep 2023; 42:113337. [PMID: 37883232 DOI: 10.1016/j.celrep.2023.113337] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 05/17/2023] [Revised: 08/08/2023] [Accepted: 10/09/2023] [Indexed: 10/28/2023] Open
Abstract
Intraflagellar transport (IFT) trains, built around IFT-A and IFT-B complexes, are carried by opposing motors to import and export ciliary cargo. While transported by kinesin-2 on anterograde IFT trains, the dynein-2 motor adopts an autoinhibitory conformation until it needs to be activated at the ciliary tip to power retrograde IFT. Growing evidence has linked the IFT-A complex to retrograde IFT; however, its roles in this process remain unknown. Here, we use CRISPR-Cas9-mediated genome editing to disable the dynein-2 autoinhibition mechanism in Caenorhabditis elegans and assess its impact on IFT with high-resolution live imaging and photobleaching analyses. Remarkably, this dynein-2 "hot-wiring" approach reignites retrograde motility inside IFT-A-deficient cilia without triggering tug-of-war events. In addition to providing functional evidence that multiple mechanisms maintain dynein-2 inhibited during anterograde IFT, our data establish key roles for IFT-A in mediating motor-train coupling during IFT turnaround, promoting retrograde IFT initiation, and modulating dynein-2 retrograde motility.
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Affiliation(s)
- Francisco Gonçalves-Santos
- i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Porto, Portugal; IBMC - Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Porto, Portugal
| | - Ana R G De-Castro
- i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Porto, Portugal; IBMC - Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Porto, Portugal; ICBAS - Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, Universidade do Porto, Porto, Portugal
| | - Diogo R M Rodrigues
- i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Porto, Portugal; IBMC - Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Porto, Portugal; ICBAS - Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, Universidade do Porto, Porto, Portugal
| | - Maria J G De-Castro
- i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Porto, Portugal; IBMC - Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Porto, Portugal
| | - Reto Gassmann
- i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Porto, Portugal; IBMC - Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Porto, Portugal
| | - Carla M C Abreu
- i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Porto, Portugal; IBMC - Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Porto, Portugal.
| | - Tiago J Dantas
- i3S - Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Universidade do Porto, Porto, Portugal; IBMC - Instituto de Biologia Molecular e Celular, Universidade do Porto, Porto, Portugal.
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