Abstract Actin filaments (F‐actin) are protein polymers that undergo rapid assembly and disassembly and control an enormous variety of cellular processes ranging from force production to regulation of signal transduction. Consequently, imaging of F‐actin has become an increasingly important goal for biologists seeking to understand how cells and tissues function. However, most of the available means for imaging F‐actin in living cells suffer from one or more biological or experimental shortcomings. Here we describe fluorescent F‐actin probes based on the calponin homology domain of utrophin (Utr‐CH), which binds F‐actin without stabilizing it in vitro . We show that these probes faithfully report the distribution of F‐actin in living and fixed cells, distinguish between stable and dynamic F‐actin, and have no obvious effects on processes that depend critically on the balance of actin assembly and disassembly. Cell Motil. Cytoskeleton 2007. © 2007 Wiley‐Liss, Inc.

During vertebrate cell division, chromosomes oscillate with periods of smooth motion interrupted by abrupt reversals in direction. These oscillations must be spatially constrained in order to align and segregate chromosomes with high fidelity, but the molecular mechanism for this activity is uncertain. We report here that the human kinesin-8 Kif18A has a primary role in the control of chromosome oscillations. Kif18A accumulates as a gradient on kinetochore microtubules in a manner dependent on its motor activity. Quantitative analyses of kinetochore movements reveal that Kif18A reduces the amplitude of preanaphase oscillations and slows poleward movement during anaphase. Thus, the microtubule-depolymerizing kinesin Kif18A has the unexpected function of suppressing chromosome movements. Based on these findings, we propose a molecular model in which Kif18A regulates kinetochore microtubule dynamics to control mitotic chromosome positioning.

Abstract An intracellular microsporidian parasite was first observed within oocytes of Maculaura alaskensis , a small pilidiophoran nemertean, commonly found on sandflats along the Pacific coast of North America. Infected oocytes have large vesicles containing dozens to hundreds of diplokaryotic, ellipsoid spores measuring 1.3 by 2.3 μm. A partial small subunit nuclear ribosomal 18S gene sequence isolated from the microsporidian does not match any known microsporidian sequences in the public databases. Phylogenetic analysis groups it with Hepatospora eriocheir in a sister clade to the Enterocytozoonidae. All the known life stages of this parasite are contained within a membranous envelope. This microsporidian was identified in M. alaskensis, Maculaura aquilonia, Maculaura oregonensis , and Maculaura cerebrosa in Coos Bay, Oregon, in M. alaskensis from Newport, Oregon, and in M. aquilonia collected in Juneau, Alaska. This is, to our knowledge, the first species of microsporidia found to directly infect nemertean host cells. Graphical abstract

Abstract Many cells can generate complementary traveling waves of actin filaments (F-actin) and cytoskeletal regulators. This phenomenon, termed cortical excitability, results from coupled positive and negative feedback loops of cytoskeletal regulators. The nature of these feedback loops, however, remains poorly understood. We assessed the role of the Rho GAP RGA-3/4 in the cortical excitability that accompanies cytokinesis in both frog and starfish. RGA-3/4 localizes to the cytokinetic apparatus, “chases” Rho waves in an F-actin-dependent manner and, when co-expressed with the Rho GEF Ect2, is sufficient to convert the normally quiescent, immature Xenopus oocyte cortex into a dramatically excited state. Experiments and modeling show that changing the ratio of RGA-3/4 to Ect2 produces a range of cortical behaviors from pulses to complex waves of Rho activity. We conclude that RGA-3/4, Ect2, Rho and F-actin form the core of a circuit that drives a diverse range of cortical behaviors, and demonstrate that the immature oocyte is a powerful model for characterizing these dynamics. Summary Michaud et al. identify Ect2 and RGA-3/4 as core components of the cortical excitability circuit associated with cytokinesis. Additionally, they demonstrate that the immature Xenopus oocyte is a powerful model for characterizing excitable dynamics.

We documented capture of microalgal prey by several species of wild-caught Müller's larvae of polyclad flatworm. To our knowledge, this is the first direct observation of feeding mechanism in this classical larval type. High-speed video recordings show that virtually all captures are mediated by large-scale transient ciliary reversal over one or more portions of the main ciliary band corresponding to individual lobes or tentacles. Local ciliary beat reversals alter near-field flow to suck parcels of food-containing water mouthward. Many capture episodes entail sufficient coordinated flow disruption that these compact-bodied larvae tumble dramatically. Similar behaviors were recorded in at least four distinct species, one of which corresponds to the ascidian-eating polyclad Pseudoceros.

Summary The Rho GTPases pattern the cell cortex in a variety of fundamental cell-morphogenetic processes including division, wound repair, and locomotion. It has recently become apparent that this patterning arises from the ability of the Rho GTPases to self-organize into static and migrating spots, contractile pulses, and propagating waves in cells from yeasts to mammals 1 . These self-organizing Rho GTPase patterns have been explained by a variety of theoretical models which require multiple interacting positive and negative feedback loops. However, it is often difficult, if not impossible, to discriminate between different models simply because the available experimental data do not simultaneously capture the dynamics of multiple molecular concentrations and biomechanical variables at fine spatial and temporal resolution. Specifically, most studies typically provide either the total Rho GTPase signal or the Rho GTPase activity as reported by various sensors, but not both. Therefore, it remains largely unknown how membrane accumulation of Rho GTPases (i.e., Rho membrane enrichment) is related to Rho activity. Here we dissect the dynamics of RhoA by simultaneously imaging both total RhoA and active RhoA in the regime of acute cortical excitability 2 , characterized by pronounced waves of Rho activity and F-actin polymerization 3-5 . We find that within nascent waves, accumulation of active RhoA precedes that of total RhoA, and we exploit this finding to distinguish between two popular theoretical models previously used to explain propagating cortical Rho waves.

Copepods are numerically dominant planktonic grazers throughout the waters of Earth, preyed upon in turn by a wide diversity of pelagic animals (1,2). Their feeding and swimming performance thus has global importance to aquatic food webs and oceanic carbon flux. These crustaceans swim and feed using cuticle-covered, segmented, muscular appendages whose reach is extended greatly by setae, extracellular chitinous extensions with diverse structure and function (3). Plumose setae, with subsidiary setules arranged like barbs on a feather, have well-documented roles in generating feeding and swimming currents (4,5). Recent work showed that plumose setae of barnacle cyprid thoracopods are permanently linked by setules into a single fan that opens and closes as one sheet during high-speed swimming (6). Intersetular linkage across cyprid thoracopods may greatly decrease leakage between extended setae, ensure even spread of setae within the fan, and promote ordered collapse of the fan to avoid entanglement of adjacent appendages. Here we demonstrate similar setular webbing amongst thoracopod setae in the calanoid copepod Acartia sp. High-speed video directly documents the existence of such links, and reveals that individuals experience apparently-irreparable degradation of the setal array due to de-linkage, with likely consequences for swimming performance.