CX3CL1, a chemokine finely tuned to adhesion: critical roles of the stalk glycosylation and the membrane domain.
The multi-domain CX3CL1 transmembrane chemokine triggers leukocyte adherence without rolling and migration by presenting its chemokine domain (CD) to its receptor CX3CR1. Through the combination of functional adhesion assays with structural analysis using FRAP, we investigated the functional role of the other domains of CX3CL1, i.e., its mucin stalk, transmembrane domain, and cytosolic domain. Our results indicate that the CX3CL1 molecular structure is finely adapted to capture CX3CR1 in circulating cells and that each domain has a specific purpose: the mucin stalk is stiffened by its high glycosylation to present the CD away from the membrane, the transmembrane domain generates the permanent aggregation of an adequate amount of monomers to guarantee adhesion and prevent rolling, and the cytosolic domain ensures adhesive robustness by interacting with the cytoskeleton. We propose a model in which quasi-immobile CX3CL1 bundles are organized to quickly generate adhesive patches with sufficiently high strength to capture CX3CR1+ leukocytes but with sufficiently low strength to allow their patrolling behavior.
INSERM, U 1135, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France Sorbonne Universités, UPMC Université Paris 06, UMRS CR7, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France CNRS, ERL 8255, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France Present address: INSERM, U 1134, Biologie Intégrée du Globule Rouge; Université Paris Diderot; Institut National de la Transfusion Sanguine, 6 rue Alexandre Cabanel, 75015, Paris, France.
Mariano A
MA
Ostuni
INSERM, U 1135, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France Sorbonne Universités, UPMC Université Paris 06, UMRS CR7, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France CNRS, ERL 8255, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France.
Julie
J
Guellec
INSERM, U 1135, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France Sorbonne Universités, UPMC Université Paris 06, UMRS CR7, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France CNRS, ERL 8255, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France.
Patricia
P
Hermand
Sorbonne Universités, UPMC Université Paris 06, UMR 94550 ENS Laboratoire de Physique Statistique, F-75005, Paris, France.
Pauline
P
Durand
INSERM, U 1135, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France Sorbonne Universités, UPMC Université Paris 06, UMRS CR7, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France CNRS, ERL 8255, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France.
Christophe
C
Combadière
Sorbonne Universités, UPMC Université Paris 06, UMR 94550 ENS Laboratoire de Physique Statistique, F-75005, Paris, France.
Frédéric
F
Pincet
INSERM, U 1135, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France Sorbonne Universités, UPMC Université Paris 06, UMRS CR7, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France CNRS, ERL 8255, Centre d'Immunologie et des Maladies Infectieuses, F-75013, Paris, France philippe.deterre@upmc.fr.
Philippe
P
Deterre
Adhesion; Chemokine; FRAP; GPCR; Glycosylation