Roman Gorelik, Laurent Blanchoin, Ivan Bièche, Susan Fetics, Goran Lakisic, Fabienne Pierre, Violaine David, Anne-Gaëlle Planson, Klemens Rottner, Valérie Campanacci, Adeline Boyreau, Jacqueline Cherfils, Anika Steffen, Isaline Herrada, Julien G. Dumortier, Nicolas B. David, Antonina Y. Alexandrova, J. Victor Small, Tamara A. Chipysheva, Sophie Vacher, Ksenia Oguievetskaia, Joern Linkner, Christophe Guérin, Irene Dang, Florence A. Giger, Emmanuel Derivery, Maria Nemethova, Carla Sousa-Blin, Jan Faix, Nadine Peyriéras, V. D. Ermilova, Alexis Gautreau, Sophie Zinn-Justin, Véronique Henriot, Laboratoire d'Enzymologie et Biochimie Structurales (LEBS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physiologie cellulaire végétale (LPCV), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute for Biophysical Chemistry, Hannover Medical School [Hannover] (MHH), Institute of Molecular Biotechnology, Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Carcinogenesis, Russian Academy of Medical Sciences, Oncogenetic Laboratory, Institut Curie [Paris], Système membranaires, photobiologie, stress et détoxication (SMPSD), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Genetics, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Neurobiologie et Développement (N&eD), Institut des Systèmes Complexes - Paris Ile-de-France (ISC-PIF), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École polytechnique (X)-Institut Curie [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Neurobiologie Alfred Fessard (INAF), Helmholtz Centre for Infection Research (HZI), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Curie, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Cachan (ENS Cachan)-Université Panthéon-Sorbonne (UP1)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École polytechnique (X)-Institut Curie-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris
International audience; Cell migration requires the generation of branched actin networks that power the protrusion of the plasma membrane in lamellipodia. The actin-related proteins 2 and 3 (Arp2/3) complex is the molecular machine that nucleates these branched actin networks. This machine is activated at the leading edge of migrating cells by Wiskott-Aldrich syndrome protein (WASP)-family verprolin-homologous protein (WAVE, also known as SCAR). The WAVE complex is itself directly activated by the small GTPase Rac, which induces lamellipodia. However, how cells regulate the directionality of migration is poorly understood. Here we identify a new protein, Arpin, that inhibits the Arp2/3 complex in vitro, and show that Rac signalling recruits and activates Arpin at the lamellipodial tip, like WAVE. Consistently, after depletion of the inhibitory Arpin, lamellipodia protrude faster and cells migrate faster. A major role of this inhibitory circuit, however, is to control directional persistence of migration. Indeed, Arpin depletion in both mammalian cells and Dictyostelium discoideum amoeba resulted in straighter trajectories, whereas Arpin microinjection in fish keratocytes, one of the most persistent systems of cell migration, induced these cells to turn. The coexistence of the Rac-Arpin-Arp2/3 inhibitory circuit with the Rac-WAVE-Arp2/3 activatory circuit can account for this conserved role of Arpin in steering cell migration.