Фронтально-Тыловая Полярность

Pegtel, D. M. et al. The Par–Tiam1 complex controls persistent migration by stabilizing microtubule-dependent front–rear polarity. Curr. Biol. 6 Sept 2007 (doi: 10.1016/j.cub.2007.08.035) Article Журнал и т.п.
Рис.1. \| Unpolarized morphology of a keratinocyte with impaired PAR–TIAM1 polarity signalling, as shown by microtubule staining. Image provided by J.G. Collard, The Netherlands Cancer Institute, Amsterdam, The Netherlands. FURTHER READING Mertens, A. E. E. et al. Tiam1 takes PARt in cell polarity. Trends Cell Biol. 16, 308–316 (2006) Article	Клеточная полярность является центром для многих биологических функций -от поддержания целостности ткани на направленной миграции клеток. Законсервированные белковые комплексы, такие как PAR (partitioning-defective) комплекс полярности, который состоит из PAR3, PAR6 и протеин киназы PKCζ, действуют, чтобы установить и поддерживать клеточную полярность. PAR и фактор guanine nucleotide exchange TIAM1 (T lymphoma invasion and metastasis-1), как известно, контролируют апикадбно-базальную полярность контактирующих эпителиальных клеток. В Current Biology, John Collard и коллеги описали, что PAR-TIAM1 комплекс регулирует также поляризованную миграцию свободных эпителиальных клеток. Авт. наблюдали, что мигрирующие TIAM1^-/- кератиноциты теряют фронтально-заднюю полярность, которая является типичной для wild-type (WT) клеток, хотя подвижность сама по себе не нарушается, мутантные клетки обнаруживают нарушенный паттерн миграции. TIAM1^-/- клетки часто меняют направление и мигрируют менее линейно (persistent), чем WT клетки. Воздействие градиентом epidermal growth factor существенно увеличивает миграцию WT кератиноцитов, но не оказывает влияния на TIAM1-нокаутные клетки, указывая тем самым, что TIAM1 необходим как для постоянной (persistent), так и для хемотактической миграции эпителиальных клеток. Поскольку TIAM1 ассоциирует с комплексом PAR, чтобы регулировать апикально-базальную полярность в немигрирующих кератиноцитах, Collard с коллегами тестировали, приложима ли эта ассоциация к направленной миграции. Подавление эндогенного PAR3 нарушает фронтально-заднюю поляризацию WT клеток и снижает persistent миграцию,такж как и вответ на хемотаксис. Сходное поведение наблюдалось при ингибировании передачи сигналов PKCζ, главного эффектора комплекса полярности PAR. Истощение активности PAR3 и/или PKCζ не вызывает дополнительного эффекта у TIAM1-дефицитных клеток, указывая тем самым, что PAR3 и PKCζ действуют совместно с TIAM1. Взаимодействие TIAM1 с PAR3 и PKCζ в мигрирующих кератиноцитах подтверждено в pull-down экспериментах, которые также показали, что PKCζ активируется в ответ на ассоциацию TIAM1 с комплексом PAR. Более того, эндогенные PAR3 и PKCζ концентрировались на ведущем крае поляризованных клеток и ко-локализовались с green fluorescent protein (GFP)-нагруженным TIAM1, указывая тем самым, что все эти белки играют роль в установлении фронтально-тыловой клеточной асимметрии. Collard с коллегами предприняли исследование, как цитоскелет может влиять на persistent миграцию. Деполимеризация актина приводит к полному устранению подвижности, тогда как antimicrotubule хим. соединения индуцируют потерю полярности, заставляя клетки мигрировать точно также, как клетки с нарушенной передачей сигналов PAR-TIAM1. WT кератиноциты были менее чувствительны к соединениям, деполимеризующим микротрубочки и содержали более стабильные ацетилированные микротрубочки по сравнению с TIAM1^-/- или PKCζ-ингибированными клетками, указывая тем самым, что PAR-TIAM1 комплекс контролирует фронтально-тыловую полярность и устойчивость за счет воздействия на стабильность микротрубочек. Всё это указывает на то, что комплекс PAR-TIAM1 поддерживает фронтально-тыловую полярность в мигрирующих эпителиальных клетках посредством цитоскелета из микротрубочек. Т.о., комплекс PAR-TIAM1 контролирует два разных процесса поляризации в одной и той же клетке в зависимости от контекста: он стабилизирует фронтально-тыловую полярность у свободных кератиноцитов, стимулируя тем самым persistent миграцию, и он также необходим для установления долго длящейся апикально-базальной полярности у контактирующих клеток.

Клеточная полярность является центром для многих биологических функций -от поддержания целостности ткани на направленной миграции клеток. Законсервированные белковые комплексы, такие как PAR (partitioning-defective) комплекс полярности, который состоит из PAR3, PAR6 и протеин киназы PKCζ, действуют, чтобы установить и поддерживать клеточную полярность. PAR и фактор guanine nucleotide exchange TIAM1 (T lymphoma invasion and metastasis-1), как известно, контролируют апикадбно-базальную полярность контактирующих эпителиальных клеток. В Current Biology, John Collard и коллеги описали, что PAR-TIAM1 комплекс регулирует также поляризованную миграцию свободных эпителиальных клеток.

Авт. наблюдали, что мигрирующие TIAM1^-/- кератиноциты теряют фронтально-заднюю полярность, которая является типичной для wild-type (WT) клеток, хотя подвижность сама по себе не нарушается, мутантные клетки обнаруживают нарушенный паттерн миграции. TIAM1^-/- клетки часто меняют направление и мигрируют менее линейно (persistent), чем WT клетки. Воздействие градиентом epidermal growth factor существенно увеличивает миграцию WT кератиноцитов, но не оказывает влияния на TIAM1-нокаутные клетки, указывая тем самым, что TIAM1 необходим как для постоянной (persistent), так и для хемотактической миграции эпителиальных клеток.

Поскольку TIAM1 ассоциирует с комплексом PAR, чтобы регулировать апикально-базальную полярность в немигрирующих кератиноцитах, Collard с коллегами тестировали, приложима ли эта ассоциация к направленной миграции. Подавление эндогенного PAR3 нарушает фронтально-заднюю поляризацию WT клеток и снижает persistent миграцию,такж как и вответ на хемотаксис. Сходное поведение наблюдалось при ингибировании передачи сигналов PKCζ, главного эффектора комплекса полярности PAR. Истощение активности PAR3 и/или PKCζ не вызывает дополнительного эффекта у TIAM1-дефицитных клеток, указывая тем самым, что PAR3 и PKCζ действуют совместно с TIAM1.

Взаимодействие TIAM1 с PAR3 и PKCζ в мигрирующих кератиноцитах подтверждено в pull-down экспериментах, которые также показали, что PKCζ активируется в ответ на ассоциацию TIAM1 с комплексом PAR. Более того, эндогенные PAR3 и PKCζ концентрировались на ведущем крае поляризованных клеток и ко-локализовались с green fluorescent protein (GFP)-нагруженным TIAM1, указывая тем самым, что все эти белки играют роль в установлении фронтально-тыловой клеточной асимметрии.

Collard с коллегами предприняли исследование, как цитоскелет может влиять на persistent миграцию. Деполимеризация актина приводит к полному устранению подвижности, тогда как antimicrotubule хим. соединения индуцируют потерю полярности, заставляя клетки мигрировать точно также, как клетки с нарушенной передачей сигналов PAR-TIAM1. WT кератиноциты были менее чувствительны к соединениям, деполимеризующим микротрубочки и содержали более стабильные ацетилированные микротрубочки по сравнению с TIAM1^-/- или PKCζ-ингибированными клетками, указывая тем самым, что PAR-TIAM1 комплекс контролирует фронтально-тыловую полярность и устойчивость за счет воздействия на стабильность микротрубочек.

Всё это указывает на то, что комплекс PAR-TIAM1 поддерживает фронтально-тыловую полярность в мигрирующих эпителиальных клетках посредством цитоскелета из микротрубочек. Т.о., комплекс PAR-TIAM1 контролирует два разных процесса поляризации в одной и той же клетке в зависимости от контекста: он стабилизирует фронтально-тыловую полярность у свободных кератиноцитов, стимулируя тем самым persistent миграцию, и он также необходим для установления долго длящейся апикально-базальной полярности у контактирующих клеток.