Regulation of the MEX-5 gradient by a spatially segregated kinase/phosphatase cycle.
Regulation of the MEX-5 gradient by a spatially segregated kinase/phosphatase cycle.
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DOI：
10.1016/j.cell.2011.08.012
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发表时间：
2011-09-16
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Seydoux G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Griffin EE;Odde DJ;Seydoux G
蛋白质浓度梯度编码跨细胞和组织的空间信息，并且通常取决于空间局部的蛋白质合成。在这里，我们报告了 MEX-5 梯度背后的不同机制。 MEX-5 是一种 RNA 结合蛋白，沿着单细胞线虫胚胎的前后轴以细胞质梯度分布。我们证明 MEX-5 梯度是 MEX-5 扩散中潜在梯度的直接结果。当 PAR-1 激酶刺激后部细胞质中缓慢扩散的含 RNA 复合物释放 MEX-5 时，MEX-5 扩散梯度就会出现。 PAR-1 直接磷酸化 MEX-5，并被空间均匀磷酸酶 PP2A 拮抗。数学模型和体内观察表明，空间分离的磷酸化和去磷酸化反应足以在细胞质中产生稳定的蛋白质浓度梯度。这里演示的原理适用于影响蛋白质扩散的任何空间隔离的修饰循环，并且不需要蛋白质合成或降解。
Protein concentration gradients encode spatial information across cells and tissues, and often depend on spatially localized protein synthesis. Here, we report that a different mechanism underlies the MEX-5 gradient. MEX-5 is an RNA-binding protein that becomes distributed in a cytoplasmic gradient along the anterior-to-posterior axis of the 1-cell C. elegans embryo. We demonstrate that the MEX-5 gradient is a direct consequence of an underlying gradient in MEX-5 diffusion. The MEX-5 diffusion gradient arises when the PAR-1 kinase stimulates the release of MEX-5 from slow-diffusive, RNA-containing complexes in the posterior cytoplasm. PAR-1 directly phosphorylates MEX-5 and is antagonized by the spatially-uniform phosphatase PP2A. Mathematical modeling and in vivo observations demonstrate that spatially-segregated phosphorylation and dephosphorylation reactions are sufficient to generate stable protein concentration gradients in the cytoplasm. The principles demonstrated here apply to any spatially-segregated modification cycle that affects protein diffusion, and do not require protein synthesis or degradation.
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影响因子：
9.8
作者：
Little SC;Tkačik G;Kneeland TB;Wieschaus EF;Gregor T
通讯作者：
Gregor T
影响因子：
64.8
作者：
Fuller, Brian G.;Lampson, Michael A.;Kapoor, Tarun M.
通讯作者：
Kapoor, Tarun M.
DOI：
10.1073/pnas.0404443101
发表时间：
2004-08-03
影响因子：
11.1
作者：
Golding, I;Cox, EC
通讯作者：
Cox, EC
影响因子：
9.2
作者：
Cheeks, RJ;Canman, JC;Goldstein, B
通讯作者：
Goldstein, B
影响因子：
2.7
作者：
Hurd, D;Kemphues, KJ
通讯作者：
Kemphues, KJ