Identification of F-actin as the dynamic hub in a microbial-induced GTPase polarity circuit.
Identification of F-actin as the dynamic hub in a microbial-induced GTPase polarity circuit.
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DOI：
10.1016/j.cell.2011.11.063
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发表时间：
2012-02-17
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Alto NM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Orchard RC;Kittisopikul M;Altschuler SJ;Wu LF;Süel GM;Alto NM
哺乳动物细胞的极性来自于信号分子组装成广泛的生物化学相互作用网络。尽管它们的复杂性，细菌病原体已经进化出了劫持这些系统的吝啬机制。在这里，我们开发了一个易于处理的实验和理论模型，以揭示哺乳动物细胞极性和细菌发病机制的基本操作原理。使用肠致病性E. coli鸟嘌呤-核苷酸交换因子（GEF）Map，发现Cdc 42 GTdR信号转导受Map与F-actin的相互作用控制。数学模型揭示了肌动蛋白动力学如何耦合到地图依赖性的正反馈回路自发极化Cdc 42质膜。通过重新布线致病信号电路，通过β-整联蛋白刺激，我们进一步显示Cdc 42是如何极化响应细胞外的空间线索。因此，极性的分子途径，提出了以GEFs和F-肌动蛋白之间的相互作用为中心，这是可能在不同的生物系统中发挥作用。
Polarity in mammalian cells emerges from the assembly of signaling molecules into extensive biochemical interaction networks. Despite their complexity, bacterial pathogens have evolved parsimonious mechanisms to hijack these systems. Here, we develop a tractable experimental and theoretical model to uncover fundamental operating principles both in mammalian cell polarity and bacterial pathogenesis. Using synthetic derivatives of the enteropathogenic E. coli guanine-nucleotide exchange factor (GEF) Map, we discover that Cdc42 GTPase signal transduction is controlled by the interaction between Map and F-actin. Mathematical modeling reveals how actin dynamics coupled to a Map-dependent positive feedback loop spontaneously polarizes Cdc42 on the plasma membrane. By rewiring the pathogenic signaling circuit to operate through β-integrin stimulation, we further show how Cdc42 is polarized in response to an extracellular spatial cue. Thus, a molecular pathway of polarity is proposed, centered on the interaction between GEFs and F-actin, which is likely to function in diverse biological systems.
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影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
4.1
作者：
Upadhyay, Abhishek;Wu, Huan-Lin;Williams, Christopher;Field, Terry;Galyov, Edouard E.;van den Elsen, Jean M. H.;Bagby, Stefan
通讯作者：
Bagby, Stefan
DOI：
10.1073/pnas.0604891103
发表时间：
2006-10-03
影响因子：
11.1
作者：
Tobe, Toru;Beatson, Scott A.;Pallen, Mark J.
通讯作者：
Pallen, Mark J.
影响因子：
64.5
作者：
Co, Carl;Wong, Derek T.;Taunton, Jack
通讯作者：
Taunton, Jack
DOI：
10.1083/jcb.200210174
发表时间：
2003-02-03
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Svitkina TM;Bulanova EA;Chaga OY;Vignjevic DM;Kojima S;Vasiliev JM;Borisy GG
通讯作者：
Borisy GG