Hot-wiring dynein-2 establishes roles for IFT-A in retrograde train assembly and motility
Francisco Gonçalves-Santos,
Ana R.G. De-Castro,
Diogo R.M. Rodrigues,
Maria J.G. De-Castro,
Reto Gassmann,
Carla M.C. Abreu,
Tiago J. Dantas
Affiliations
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; Corresponding author
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; Corresponding author
Summary: 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.
