Single-Component Optogenetic Tools for Inducible RhoA GTPase Signaling.
Single-Component Optogenetic Tools for Inducible RhoA GTPase Signaling.
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用于诱导型 RhoA GTPase 信号转导的单组分光遗传学工具。
DOI：
10.1002/adbi.202100810
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发表时间：
2021-09
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Chow BY
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Berlew EE;Kuznetsov IA;Yamada K;Bugaj LJ;Boerckel JD;Chow BY
我们创建了光遗传学工具来控制 RhoA GTPase，它是肌动蛋白组织和肌动球蛋白收缩性的中央调节因子。 RhoA GTPase 或其上游激活剂 ARHGEF11 与 BcLOV4 融合，BcLOV4 是一种光感受器，可以通过光调节的蛋白质-脂质与内叶的静电相互作用动态地募集到质膜上。这些蛋白质的直接膜募集诱导了有效的收缩信号传导，足以仅用一个蓝光脉冲来分离粘附连接。诱导的细胞骨架形态变化取决于空间图案刺激与潜在细胞极化的对齐。 RhoA 介导的细胞骨架激活在几分钟内驱动 YAP 核定位，并通过 YAP-TEAD 转录活性验证随后的机械转导。这些单转基因工具不需要蛋白质结合伴侣来进行动态膜定位，并且允许对 RhoA 信号传导进行时空精确控制，以推进其在细胞迁移、形态发生和细胞周期维持中的多种调节作用的研究。本文描述了光遗传学工具的创建，通过蓝光刺激下 RhoA GTPase 或其 GEF 激活剂的动态膜募集来诱导 RhoA 介导的信号传导。这些工具使用简单，因为它们只需要一种蛋白质的表达和可视化，并且可以有效驱动细胞骨架收缩性和随后的 YAP/TEAD 依赖性转录机械转导的细胞力学激活。
We created optogenetic tools to control RhoA GTPase, a central regulator of actin organization and actomyosin contractility. RhoA GTPase, or its upstream activator ARHGEF11, were fused to BcLOV4, a photoreceptor that can be dynamically recruited to the plasma membrane by a light-regulated protein-lipid electrostatic interaction with the inner leaflet. Direct membrane recruitment of these proteins induced potent contractile signaling sufficient to separate adherens junctions with as little as one pulse of blue light. Induced cytoskeletal morphology changes were dependent on the alignment of the spatially patterned stimulation with the underlying cell polarization. RhoA-mediated cytoskeletal activation drove YAP nuclear localization within minutes and consequent mechanotransduction verified by YAP-TEAD transcriptional activity. These single-transgene tools do not require protein binding partners for dynamic membrane localization, and permit spatiotemporally precise control over RhoA signaling to advance the study of its diverse regulatory roles in cell migration, morphogenesis, and cell cycle maintenance. This article describes the creation of optogenetic tools for inducing RhoA-mediated signaling by dynamic membrane recruitment of either RhoA GTPase or its GEF activator upon blue light stimulation. The tools are simple to use because they only require the expression and visualization of one protein and can potently drive cytoskeletal contractility and consequent cytomechanical activation of YAP/TEAD-dependent transcriptional mechanotransduction.
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发表时间：
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Chow BY