NEK7 regulates dendrite morphogenesis in neurons via Eg5-dependent microtubule stabilization.
NEK7 regulates dendrite morphogenesis in neurons via Eg5-dependent microtubule stabilization.
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DOI：
10.1038/s41467-018-04706-7
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发表时间：
2018-06-13
影响因子：
16.6
通讯作者：
Lüders J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Freixo F;Martinez Delgado P;Manso Y;Sánchez-Huertas C;Lacasa C;Soriano E;Roig J;Lüders J
微管有序排列的组织在有丝分裂系统中得到了最好的理解，但在有丝分裂后的细胞如神经元中仍然缺乏特征。通过分析循环细胞微管细胞骨架蛋白质组，通过表达谱和靶向RNAi筛选在神经元中发挥作用的候选人，我们已经确定了有丝分裂激酶NEK 7。我们表明，NEK 7调节树突形态发生在体外和体内。NEK 7激酶活性是树突生长和分支以及棘形成和形态所必需的。NEK 7通过驱动蛋白Eg 5/KIF 11的磷酸化调节这些过程，促进其在远端树突微管上的积累。在这里，Eg 5限制逆行微管聚合，这是抑制树突生长和分支。Eg 5通过微管稳定发挥这种作用，独立于其运动活性。这项工作确立了NEK 7作为微管细胞骨架的一般调节剂，控制有丝分裂细胞和有丝分裂后神经元的基本过程。NEK 7是一种已知在有丝分裂纺锤体组装中起作用的激酶，通过调节驱动蛋白Eg 5在前期驱动中心体分离。在这里，作者表明NEK 7和Eg 5也控制有丝分裂后神经元中的树突形态发生。
Organization of microtubules into ordered arrays is best understood in mitotic systems, but remains poorly characterized in postmitotic cells such as neurons. By analyzing the cycling cell microtubule cytoskeleton proteome through expression profiling and targeted RNAi screening for candidates with roles in neurons, we have identified the mitotic kinase NEK7. We show that NEK7 regulates dendrite morphogenesis in vitro and in vivo. NEK7 kinase activity is required for dendrite growth and branching, as well as spine formation and morphology. NEK7 regulates these processes in part through phosphorylation of the kinesin Eg5/KIF11, promoting its accumulation on microtubules in distal dendrites. Here, Eg5 limits retrograde microtubule polymerization, which is inhibitory to dendrite growth and branching. Eg5 exerts this effect through microtubule stabilization, independent of its motor activity. This work establishes NEK7 as a general regulator of the microtubule cytoskeleton, controlling essential processes in both mitotic cells and postmitotic neurons. NEK7 is a kinase known for its role in mitotic spindle assembly, driving centrosome separation in prophase through regulation of the kinesin Eg5. Here, the authors show that NEK7 and Eg5 also control dendrite morphogenesis in postmitotic neurons.
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