
Takeshi Jimbo, Yoshihiro Kawasaki, Ryo Koyama, Rina Sato, Shinji Takada, Keiko Haraguchi and Tetsu Akiyama Identification of a link between the tumour suppressor APC and the kinesin superfamily nature cell biology Published online: 25 March 2002, DOI:10.1038/ncb779 april 2002 volume 4 issue 4 pp 323 - 327
Ген опухолевого супрессора adenomatous polyposis coli (APC) мутирован в спорадических и семейных colorectal опухолях. APC участвует в протеосомами обусловленной деградации β-catenin, влагодаря своему взаимодействию с β-catenin, GSK-3β и Axin. APC взаимодействует также с микротрубочковым цитоскелетом и локализуется в кластерах вблизи дистальных концов микротрубочек по краю мигрирующих эпителиальных клеток. Более того, в эпителиальных клетках Xenopus laevis APC перемещается водль микротрубочек и накапливается на их растущих плюс концах. В работе было показано, что APC взаимодействует с белками kinesin superfamily (KIF) 3A–KIF3B, микротубулярными plus-end-directed моторными белками, благодаря ассоциации с kinesin superfamily-associated protein 3 (KAP3). Взаимодействие APC с KAP3 необходимо для его накопления в кластерах, а мутантные APCs из опухолевых клеток неспособны эффективно накапливаться в кластерах. Полученные результаты уазывают на то, что APC и β-catenin транспортируются вдоль микротрубочек с помощью KAP3–KIF3A–KIF3B, и накапливаются на кончиках мембранных выпячиваний , следовательно, м. регулировать миграцию клеток. (Рис.1.) \| Association of APC with KAP3. (Рис.2.) \| Colocalization of APC, KAP3 and β-catenin to the tips of membrane protrusions in MDCK cells. (Рис.3.) \| Effects of KAP3-ΔArm5 on APC cluster formation. (Рис.4.) \| APC in colorectal tumour cells. (Табл.1) Measurement of cell migration.	Установлено, что in vitro-транслируемый KAP3 взаимодействует с GST–APC-Arm, но не с одной GST, β-catenin или KIF3A–KIF3B гетеродимером (Рис. 1). Более того, GST–APC-Arm м. ко-иммунопреципитировать с KAP3–KIF3A–KIF3B комплексом через взаимодействие с KAP3. Весь домен повторов Armadillo АРС необходим для связывания KAP3. Установлено, что APC, KAP3, β>-catenin b KIF3A–KIF3B являются частями одного и того же комплекса in vivo. Выявлено, что примерно 20% KAP3 ассоциировано с APC. KAP3 взаимодействет также с fodrin и SmgGDS и выполняет множественные функции, которые обеспечиваются через его ассоциацию с KIF3A–KIF3B. APC концентрируется в кластерах выпячиваний плазматических мембран MDCK и L клеток (Рис. 2). KAP3 также концентрируется на APC кластерах в кончиках мембранных выпячиваний. Количество β-catenin? обнаруживаемое в APC кластерах значительно возрастает, когда клетки культивируются в присутствии ингибитора протеосом (Рис. 2). Изучали также влияние Wnt-3a, который отвечает за стабилизацию β-catenin, за накопление APC, KAP3 и β-catenin в кластерах L клеток. Хотя обычно β-catenin едва обнаружим в APC кластерах или циоплазме L cells, добавление Wnt-3a драматически увеличивает количество β-catenin, локализованного в APC кластерах, ядре и цитоплазме. Следовательно, KAP3 и β-catenin колокализуются в APC кластерах и что количество β-catenin, обнаруживаемое в APC кластерах связано со стабильностью β-catenin. Установлено, что в клетках, трансфицированных KAP3–ΔArm5, APC и β-cateninне обнаруживаются на кончиках мембранных выпячиваний (Рис. 3a). Однако , избыточная экспрессия KAP3–ΔArm5 не стимулирует деградацию APC (Рис. 3b). Полученные данные указывают на то, что взаимодействие APC с KAP3 важно для накопления APC и β-catenin на кончиках выпячиваний мембран. Большинство соматических мутаций APC в раке толстой кишки относятся к его цкнтральной области, называемой mutation cluster region (MCR), и это обычно ведет к образованию укороченных APC белков (Рис. 4a); (APC Mutation Database, http://perso.curie.fr/Thierry.Soussi/APC.html). Установлено, что APC ассоциирован с KAP3 и KIF3A–KIF3B в этих клетках. Эти мутантные APC белки и KAP3 не накапливаются эффективно в виде кластеров в мембранных выпячиваниях (Рис. 4b). Фрагменты APC, содержащие только Armadillo повторяющийся домен, также очень плохо накапливаются в кластерах. Полученные результаты указывают на то, что мутантные APCs в опухолевых клетках лишены своей способности накапливаться в кластерах. Взаимодействие APC с KAP3 через домен повторов Armadillo недостаточен для образования кластеров, тогда как нижестоящая область, которая часто мутирует в colorectal cancers, необходима для накопления APC. Предполагается, что APC м. участвовать в миграции клеток. Клетки, трансфицированные KAP3-ΔArm5, усиливают миграцию (Табл. 1). Взаимодействие между APC и KAP3 важно для регуляции миграции клеток, хотя нельзя исключить возможность, что KAP3-ΔArm5 мутанты усиливают клеточнцую миграцию влияя на взаимодействие между KAP3 и некоторыми белками-мишенями, иными, чем APC. APC взаимодействуют с зависящими от микротрубочек моторными белками KIF3A–KIF3B, посредством KAP3. Следовательно, возможно, что APC транспортируется с помощью KIF3A–KIF3B–KAP3 к плюс концам микротрубочек. Предполагается. что этот АТФ-зависимый транспорт APC вдоль микротрубочек ведет к его накоплению в кластерах. Кластеры APC не обнаруживаются, если микротрубочки деполимеризованы nocodazole в клетках MDCK. Копреципитация открывает интригующую возможность, что β-catenin транспортируется вдоль микротрубочек в результате его ассоциации с APC. Wnt-3a индуцирует перераспределение β-catenin, не только в ядро, но и также APC кластеры в мембранные выпячивания. Тот факт, что мембраны, содержащие APC кластеры участвуют в клеточной миграции указывает на то, что APC м. участвовать в клеточной миграции.М. предположить, что отсутствие кластеров APC в colorectal опухолевых клетках м.б. связано с их аберрантными миграторными свойствами.
Adenomatous polyposis coli (APC) является важным супрессором опухолей колона человека, он законсервирован в различных организмах. Его наиболее изученная функция заключается в дестабилизации β-catenin, ключевого эффектора Wnt сигнального пути. APC белки высоко подвижны и снуют между некоторыми субклеточными сайтами. Эти места (destinations) позволили выявить новую функцию белков APC и это многоцелевая функция APC м. объяснить, почему ее потеря часто ведет к опухолям. Рис.1. \| APC proteins and the mutation cluster region. Рис.2. \| The Wnt signalling pathway. Рис.3. \| The different subcellular pools of APC proteins. Рис.4. \| APC and the cortical capture of microtubules.	THE SUBCELLULAR DESTINATIONS OF APC PROTEINS Mariann Bienz Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, No 5, 328 -338 (2002) APC белки являются хорошо законсервированными антогонистами канонической передачи сигналов Wnt, важной для функции нормального и злокачественного развития. Каноническая функция APC белков способствует также дестабилизации β-catenin–Armadillo в цитоплазме, возможно путем связывания с Axin destruction complex. Высоко законсервированная функция ядерного экспорта белков APC, по-видимому, является критической благодаря свой способности снижать активность ядерного β-catenin–Armadillo комплекса. Белки APC ассоциированы также с плазматической мембраной эпителиальных клеток, где они гарантируют поддержание слипчивых соединений и вообще, косвенно, ориентацию митотических веретен в плоскости эпителия. Способность APC формировать кластеры на растущих плюс концах микротрубочек м. влиять на миграционное поведение подвижных клеток. Нерасхождение хромосом м.б. результатом неспособности мутантных APC связываться с плюс концами микротрубочек митотических веретен, которые в свою очередь м. вызывать неспособность микротрубочек улавливаться кинетохорами или кортексом клеток. Перемещение APC между различными субклеточными компартментами и его контроль варьируют у разных типов и состояний клеток. Возникает вопрос, могут ли белки APC иметь одиночную молекулярную функцию, которая будет лежать в основе их множественных клеточных функций — которые возможно несравнимы др с др. — и проявляют себя в различных биологических контекстах.

Ген опухолевого супрессора adenomatous polyposis coli (APC) мутирован в спорадических и семейных colorectal опухолях. APC участвует в протеосомами обусловленной деградации β-catenin, влагодаря своему взаимодействию с β-catenin, GSK-3β и Axin. APC взаимодействует также с микротрубочковым цитоскелетом и локализуется в кластерах вблизи дистальных концов микротрубочек по краю мигрирующих эпителиальных клеток. Более того, в эпителиальных клетках Xenopus laevis APC перемещается водль микротрубочек и накапливается на их растущих плюс концах. В работе было показано, что APC взаимодействует с белками kinesin superfamily (KIF) 3A–KIF3B, микротубулярными plus-end-directed моторными белками, благодаря ассоциации с kinesin superfamily-associated protein 3 (KAP3). Взаимодействие APC с KAP3 необходимо для его накопления в кластерах, а мутантные APCs из опухолевых клеток неспособны эффективно накапливаться в кластерах. Полученные результаты уазывают на то, что APC и β-catenin транспортируются вдоль микротрубочек с помощью KAP3–KIF3A–KIF3B, и накапливаются на кончиках мембранных выпячиваний , следовательно, м. регулировать миграцию клеток.

(Рис.1.) | Association of APC with KAP3.

(Рис.2.) | Colocalization of APC, KAP3 and β-catenin to the tips of membrane protrusions in MDCK cells.

(Рис.3.) | Effects of KAP3-ΔArm5 on APC cluster formation.

(Рис.4.) | APC in colorectal tumour cells.

(Табл.1) Measurement of cell migration.

Установлено, что in vitro-транслируемый KAP3 взаимодействует с GST–APC-Arm, но не с одной GST, β-catenin или KIF3A–KIF3B гетеродимером (Рис. 1). Более того, GST–APC-Arm м. ко-иммунопреципитировать с KAP3–KIF3A–KIF3B комплексом через взаимодействие с KAP3. Весь домен повторов Armadillo АРС необходим для связывания KAP3.

Установлено, что APC, KAP3, β>-catenin b KIF3A–KIF3B являются частями одного и того же комплекса in vivo. Выявлено, что примерно 20% KAP3 ассоциировано с APC. KAP3 взаимодействет также с fodrin и SmgGDS и выполняет множественные функции, которые обеспечиваются через его ассоциацию с KIF3A–KIF3B. APC концентрируется в кластерах выпячиваний плазматических мембран MDCK и L клеток (Рис. 2). KAP3 также концентрируется на APC кластерах в кончиках мембранных выпячиваний. Количество β-catenin? обнаруживаемое в APC кластерах значительно возрастает, когда клетки культивируются в присутствии ингибитора протеосом (Рис. 2). Изучали также влияние Wnt-3a, который отвечает за стабилизацию β-catenin, за накопление APC, KAP3 и β-catenin в кластерах L клеток. Хотя обычно β-catenin едва обнаружим в APC кластерах или циоплазме L cells, добавление Wnt-3a драматически увеличивает количество β-catenin, локализованного в APC кластерах, ядре и цитоплазме. Следовательно, KAP3 и β-catenin колокализуются в APC кластерах и что количество β-catenin, обнаруживаемое в APC кластерах связано со стабильностью β-catenin.

Установлено, что в клетках, трансфицированных KAP3–ΔArm5, APC и β-cateninне обнаруживаются на кончиках мембранных выпячиваний (Рис. 3a). Однако , избыточная экспрессия KAP3–ΔArm5 не стимулирует деградацию APC (Рис. 3b). Полученные данные указывают на то, что взаимодействие APC с KAP3 важно для накопления APC и β-catenin на кончиках выпячиваний мембран.

Большинство соматических мутаций APC в раке толстой кишки относятся к его цкнтральной области, называемой mutation cluster region (MCR), и это обычно ведет к образованию укороченных APC белков (Рис. 4a); (APC Mutation Database, http://perso.curie.fr/Thierry.Soussi/APC.html). Установлено, что APC ассоциирован с KAP3 и KIF3A–KIF3B в этих клетках. Эти мутантные APC белки и KAP3 не накапливаются эффективно в виде кластеров в мембранных выпячиваниях (Рис. 4b). Фрагменты APC, содержащие только Armadillo повторяющийся домен, также очень плохо накапливаются в кластерах. Полученные результаты указывают на то, что мутантные APCs в опухолевых клетках лишены своей способности накапливаться в кластерах. Взаимодействие APC с KAP3 через домен повторов Armadillo недостаточен для образования кластеров, тогда как нижестоящая область, которая часто мутирует в colorectal cancers, необходима для накопления APC.

Предполагается, что APC м. участвовать в миграции клеток. Клетки, трансфицированные KAP3-ΔArm5, усиливают миграцию (Табл. 1). Взаимодействие между APC и KAP3 важно для регуляции миграции клеток, хотя нельзя исключить возможность, что KAP3-ΔArm5 мутанты усиливают клеточнцую миграцию влияя на взаимодействие между KAP3 и некоторыми белками-мишенями, иными, чем APC.

APC взаимодействуют с зависящими от микротрубочек моторными белками KIF3A–KIF3B, посредством KAP3. Следовательно, возможно, что APC транспортируется с помощью KIF3A–KIF3B–KAP3 к плюс концам микротрубочек. Предполагается. что этот АТФ-зависимый транспорт APC вдоль микротрубочек ведет к его накоплению в кластерах. Кластеры APC не обнаруживаются, если микротрубочки деполимеризованы nocodazole в клетках MDCK.

Копреципитация открывает интригующую возможность, что β-catenin транспортируется вдоль микротрубочек в результате его ассоциации с APC. Wnt-3a индуцирует перераспределение β-catenin, не только в ядро, но и также APC кластеры в мембранные выпячивания. Тот факт, что мембраны, содержащие APC кластеры участвуют в клеточной миграции указывает на то, что APC м. участвовать в клеточной миграции.М. предположить, что отсутствие кластеров APC в colorectal опухолевых клетках м.б. связано с их аберрантными миграторными свойствами.

Adenomatous polyposis coli (APC) является важным супрессором опухолей колона человека, он законсервирован в различных организмах. Его наиболее изученная функция заключается в дестабилизации β-catenin, ключевого эффектора Wnt сигнального пути. APC белки высоко подвижны и снуют между некоторыми субклеточными сайтами. Эти места (destinations) позволили выявить новую функцию белков APC и это многоцелевая функция APC м. объяснить, почему ее потеря часто ведет к опухолям.

Рис.1. | APC proteins and the mutation cluster region.

Рис.2. | The Wnt signalling pathway.

Рис.3. | The different subcellular pools of APC proteins.

Рис.4. | APC and the cortical capture of microtubules.

APC белки являются хорошо законсервированными антогонистами канонической передачи сигналов Wnt, важной для функции нормального и злокачественного развития. Каноническая функция APC белков способствует также дестабилизации β-catenin–Armadillo в цитоплазме, возможно путем связывания с Axin destruction complex.

Высоко законсервированная функция ядерного экспорта белков APC, по-видимому, является критической благодаря свой способности снижать активность ядерного β-catenin–Armadillo комплекса.

Белки APC ассоциированы также с плазматической мембраной эпителиальных клеток, где они гарантируют поддержание слипчивых соединений и вообще, косвенно, ориентацию митотических веретен в плоскости эпителия.

Способность APC формировать кластеры на растущих плюс концах микротрубочек м. влиять на миграционное поведение подвижных клеток.

Нерасхождение хромосом м.б. результатом неспособности мутантных APC связываться с плюс концами микротрубочек митотических веретен, которые в свою очередь м. вызывать неспособность микротрубочек улавливаться кинетохорами или кортексом клеток.

Перемещение APC между различными субклеточными компартментами и его контроль варьируют у разных типов и состояний клеток.

Возникает вопрос, могут ли белки APC иметь одиночную молекулярную функцию, которая будет лежать в основе их множественных клеточных функций — которые возможно несравнимы др с др. — и проявляют себя в различных биологических контекстах.

Сайт создан в системе uCoz

THE SUBCELLULAR DESTINATIONS OF APC PROTEINS Mariann Bienz Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, No 5, 328 -338 (2002)

THE SUBCELLULAR DESTINATIONS OF APC PROTEINS
Mariann Bienz
Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, No 5, 328 -338 (2002)