TRPV4 channel regulation and involvement in cell motility

Abstract

The TRPV4 cation channel is expressed in a broad range of tissues where participates in the generation of a Ca2+ signal. TRPV4 participation in osmo- and mechanotransduction contributes to important functions such as cellular and systemic volume homeostasis, among others. TRPV4 also responds to temperature and 4α-phorbol 12,13-didecanoate (4αPDD) thus showing multiple modes of activation. Besides, dozens of TRPV4 mutations have been linked to osteoarticular and neuromuscular diseases. However, little is known about the domains relevant for TRPV4 activation by different stimuli. This Thesis research aims to elucidate the participation of the N-terminal cytosolic tail in the gating of TRPV4 by physiological stimuli and the channel implication in cell motility. I provide evidences that activation of TRPV4 by hypotonic shocks and temperature requires PIP2 binding within the sequence 121KRWRK125 of the N-terminus tail and rearrangement of the cytosolic tails. My results also point to the participation of TRPV4 in cell migration by modulating the dynamics of trailing adhesions, a function that may require the interplay of TRPV4 with other cation channels present at the focal adhesion sites. Resumen El canal TRPV4 es un canal

El canal TRPV4 es un canal catiónico capaz de generar señales intracelulares de Ca2+ en diversos tejidos. La participación del canal TRPV4 en procesos de mecano-osmotransducción le implica en funciones tan importantes como la regulación del volumen celular y sistémico. El TRPV4 también se activa en respuesta a calor y al agonista sintético 4αPDD, lo que implica la presencia de varios modos de activación. Además, existen numerosas mutaciones en el TRPV4 que se han encontrado en pacientes que sufren de patología osteoarticular y neuromuscular. Sin embargo, aún se desconocen aspectos de su función relacionados con los mecanismos de activación. Mi trabajo de Tesis doctoral aborda el estudio de la región N-terminal del TRPV4, su participación en la activación del canal por estímulos fisiológicos y la relevancia del canal en proceso de migración celular. Esta Tesis doctoral proporciona evidencias de que el TRPV4 necesita unir PIP2 a través de la secuencia 121KRWRK125 de la cola N-terminal y que las colas se reorganicen para que el canal se abra en respuesta a estímulos osmóticos y de calor. Mis estudios también sugieren que el canal TRPV4 participa en la modulación de la adherencia de la cola durante el proceso de la migración celular, posiblemente interaccionando con otros canales presentes en las adhesiones focales.