Abstract Dendritic actin networks develop from a first actin filament through branching by the Arp2/3 complex. At the surface of endosomes, the WASH complex activates the Arp2/3 complex and interacts with the Capping Protein for unclear reasons. Here we show that that the WASH complex interacts with Dynactin and uncaps it through its FAM21 subunit. In vitro, the uncapped Arp1/11 minifilament elongates an actin filament, which then primes the WASH-induced Arp2/3 branching reaction. In Dynactin-depleted cells or in cells where the WASH complex is reconstituted with a FAM21 mutant that cannot uncap Dynactin, formation of branched actin at the endosomal surface is impaired. Our results reveal the importance of the WASH complex in coordinating two complexes containing actin-related proteins. One Sentence Summary Dendritic actin networks grow in an autocatalytic manner starting from the uncapped minifilament of Dynactin.

Abstract Focal adhesions (FAs) strengthen their link with the actin cytoskeleton to resist force. Talin-vinculin association could reinforce actin anchoring to FAs by controlling actin polymerization. However, the actin polymerization activity of the talin-vinculin complex is not known because it requires the reconstitution of the mechanical and biochemical activation steps that control the association of talin and vinculin and the exposure of their actin-binding domains. By combining kinetic and binding assays with single actin filament observations in TIRF microscopy, we show that the association of talin and vinculin mutants, mimicking different degrees of activation, results in a variety of activities. In particular, mechanically stretched talin and activated vinculin combine to stimulate actin assembly synergistically through a sequential mechanism in which filaments are nucleated, capped and released to elongate. Our findings suggest a versatile mechanism for the regulation of actin assembly in FAs subjected to various combinations of biochemical and mechanical cues.

Abstract Tau, an axonal microtubule-associated protein, is a critical regulator of microtubule function and stability. Tau interaction with microtubules is regulated by tau phosphorylation. Tau hyperphosphorylation is implicated in microtubule destabilization related to neurodegenerative disorders. How tau phosphorylation leads to microtubule destabilization is however unknown. Recently, it was shown that tau molecules on microtubules cooperatively assemble into cohesive layers termed envelopes. Tau envelopes protect microtubules against degradation by microtubule-severing enzymes, suggesting a functional link between envelopes and microtubule stability. Here we show that tau phosphorylation has deleterious effects on the microtubule-protective function of tau envelopes. Using reconstitution and live-cell experiments, we found that tau phosphorylation destabilizes tau envelopes and decreases their integrity, leading to reduced microtubule protection against microtubule-severing enzymes. Our data suggest that a perturbation of microtubule homeostasis linked to tau hyperphosphorylation in neurodegeneration, could be explained by the disassembly and impaired functionality of the tau envelopes.