PKCγ regulates syndecan-2 inside-out signaling during Xenopus left-right development.
Kramer, K. L., Barnette, J. E. & Yost, H. J. Cell111, 981-990 (2002) | .
FURTHER READING Essner, J. J. et al. Conserved function for embryonic nodal cilia. Nature418, 37-38 (2002). | |
Лево-правосторонняя асимметрия устанавливается рано во время эмбрионального развития. , как известно, участвует в этом процессе за счет передачи лево-правосторонней информации от эктодермы к соседней мигрирующей мезодерме во время гаструляции, но механизм этого действия практически неизвестен. Теперь группа Yost's показала, что цитоплазматический домен синдекана направляется с помощью protein kinase C (PKC)-γ направо, но не налево в эктодермальных клетках Xenopus и что это является одной из самых ранних ступеней в закладке лево-правостороней асимметрии, имеющей место еще до появления нодальных ресничек.
In vitro члены семейства PKC фосфорилируют синдеканы, поэтому и было предположено, что PKC м. участвовать в раннем лево-правостороннем развитии. Специфические ингибиторы и доминантно-негативные формы PKC (dnPKC) показывают, что PKCγ в эктодерме регулирует лево-правостороннее развитие на стадии ранней гаструлы. Ингибирование функции PKCγ специфически в левом или правом эктодермальном клоне показало, что PKCγ специфически необходима в клетках правой эктодермы.
Логично, что и PKCγ субстрат д. присутствовать в эктодермальных клетках правой стороны. Иммуногистохимический анализ эмбрионов на ст. средней гаструлы показал, что syndecan-2 присутствует в глубоком слое эктодермы, которая взаимодействует с мигрирующей мезодермой — в sensorial эктодерме. Но фосфорилированный syndecan-2 присутствует только в правой sensorial эктодерме, которая непосредственно контактирует с мигрирующей мезодермой.
Syndecan-2 мутанты, у которых любой из или оба цитоплазматических фосфоакцепторных сериновых остатка заменены на аланины, обнаруживают обратное по сравнению с нормальным положение сердца в 19% и 41% случаев, соотв., когда обе стороны эктодермы были targeted в одно и то же время. Когда же целенаправленно индивидуально вызывали двойные мутации, то правосторонняя эктодерма обнаруживала существенное нарушение. Противоположный эксперимент, с использованием phosphomimetic мутаций, показал, что syndecan-2 д.б. фосфорилирован справа, но не фосфорилирован слева для нормального лево-правостороннего развития. Наконец, PKCγ, как было установлено, находится выше синдекана-2 в одном и том же пути, т.к. фосфорилирование эндогенного syndecan-2 зависит от PKCγ, а phosphomimetic syndecan-2 перекрывает потерю PKCγ активности.
Пока неясно, как фосфорилирование серина влияет на изнутри-к-наружи функцию передачи сигнала, чтобы обеспечить его клеточно-неавтономное действие по влиянию на мигрирующие мезодермальные клетки.