Membrane extraction in native lipid nanodiscs reveals dynamic regulation of Cdc42 complexes during cell polarization
Membrane extraction in native lipid nanodiscs reveals dynamic regulation of Cdc42 complexes during cell polarization
复制标题
天然脂质纳米盘中的膜提取揭示了细胞极化过程中 Cdc42 复合物的动态调节
DOI：
10.1016/j.bpj.2023.11.021
复制
发表时间：
2023
影响因子：
3.4
通讯作者：
Dickinson, Daniel J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Deutz, Lars N.;Sarıkaya, Sena;Dickinson, Daniel J.
胚胎发育需要建立细胞极性，以实现细胞命运分离和组织形态发生。这一过程受Par复合物蛋白的调控，Par复合物蛋白将细胞膜分为极化的区域，并指导下游的极化细胞行为。激酶aPKC（沿着其辅因子Par 6）是该网络的关键成员，并且可以通过小GTdc 42或支架蛋白Par 3被募集到质膜。虽然这些蛋白质之间的体外相互作用已经很好地建立，但关于它们在发育过程中形成的复合物仍有很多未知之处。在这里，为了能够离体研究膜相关复合物，我们使用马来酸共聚物将膜蛋白从单个秀丽隐杆线虫合子快速分离到脂质纳米盘中。我们表明，天然脂质纳米盘的形成，使检测内源性复合物涉及Cdc 42，这是不可检测的，当细胞溶解在洗涤剂。我们发现，Cdc 42相互作用更强烈的aPKC/Par 6在极性维持比极性建立，两个发展阶段，仅相隔几分钟。我们进一步表明Cdc 42和Par 3不同时结合aPKC/Par 6，证实了最近在离体背景下的体外研究结果。我们的研究结果建立了一个新的工具，用于研究膜相关的信号复合物，并揭示了一个意想不到的极性调节模式，通过Cdc 42。
Embryonic development requires the establishment of cell polarity to enable cell fate segregation and tissue morphogenesis. This process is regulated by Par complex proteins, which partition into polarized membrane domains and direct downstream polarized cell behaviors. The kinase aPKC (along with its cofactor Par6) is a key member of this network and can be recruited to the plasma membrane by either the small GTPase Cdc42 or the scaffolding protein Par3. Although in vitro interactions among these proteins are well established, much is still unknown about the complexes they form during development. Here, to enable the study of membrane-associated complexes ex vivo, we used a maleic acid copolymer to rapidly isolate membrane proteins from singleC. eleganszygotes into lipid nanodiscs. We show that native lipid nanodisc formation enables detection of endogenous complexes involving Cdc42, which are undetectable when cells are lysed in detergent. We found that Cdc42 interacts more strongly with aPKC/Par6 during polarity maintenance than polarity establishment, two developmental stages that are separated by only a few minutes. We further show that Cdc42 and Par3 do not bind aPKC/Par6 simultaneously, confirming recent in vitro findings in an ex vivo context. Our findings establish a new tool for studying membrane-associated signaling complexes and reveal an unexpected mode of polarity regulation via Cdc42.
登录
查看更多内容
单细胞生物化学方法揭示了在细胞极化过程中PAR复杂的动力学。
影响因子：
11.8
作者：
Dickinson DJ;Schwager F;Pintard L;Gotta M;Goldstein B
通讯作者：
Goldstein B
影响因子：
3.7
作者：
Schwarz J;Proff J;Hävemeier A;Ladwein M;Rottner K;Barlag B;Pich A;Tatge H;Just I;Gerhard R
通讯作者：
Gerhard R
影响因子：
4.6
作者：
Jennifer L. Watts;Bijan Etemad-Moghadam;Su Guo;Lynn Boyd;Bruce W. Draper;Craig C. Mello;J. Priess;K. Kemphues
通讯作者：
Jennifer L. Watts;Bijan Etemad-Moghadam;Su Guo;Lynn Boyd;Bruce W. Draper;Craig C. Mello;J. Priess;K. Kemphues
影响因子：
2.7
作者：
Aceto, Donato;Beers, Melissa;Kemphues, Kenneth J.
通讯作者：
Kemphues, Kenneth J.
非典型蛋白激酶 C 与 PAR-3 合作建立秀丽隐杆线虫的胚胎极性。
DOI：
10.1242/dev.125.18.3607
发表时间：
1998
期刊：
Development (Cambridge, England)
影响因子：
--
作者：
Tabuse,Y;Izumi,Y;Piano,F;Kemphues,KJ;Miwa,J;Ohno,S
通讯作者：
Ohno,S