PCP-dependent transcellular regulation of actomyosin oscillation facilitates convergent extension of vertebrate tissue.
PCP-dependent transcellular regulation of actomyosin oscillation facilitates convergent extension of vertebrate tissue.
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肌动球蛋白振荡的 PCP 依赖性跨细胞调节有利于脊椎动物组织的收敛延伸。
DOI：
10.1016/j.ydbio.2018.12.017
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发表时间：
2019
影响因子：
2.7
通讯作者：
Wallingford,JohnB
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shindo,Asako;Inoue,Yasuhiro;Kinoshita,Makoto;Wallingford,JohnB
肌动球蛋白的振荡流在培养的单个细胞迁移和果蝇胚胎的集体细胞运动中起着关键作用。在脊椎动物胚胎进行会聚延伸（CE），平面细胞极性（PCP）途径驱动体轴的伸长和形状的中枢神经系统，PCP基因的突变使人类易患各种畸形，包括神经管缺陷。然而，在脊椎动物CE振荡肌动球蛋白收缩的时空模式，以及它们是如何控制的PCP信号仍然未知。在这里，我们解决这些悬而未决的问题，使用体内成像和数学建模的组合。我们发现，CE的有效执行需要交替振荡的皮层肌动球蛋白在相邻细胞的细胞膜内的最佳频率范围内。有趣的是，时间和空间的核心PCP蛋白质刺2（Pk 2）的聚类相关的F-肌动蛋白的膜下积累，和Pk 2的耗尽扰动的振荡肌动球蛋白收缩。这些发现揭示了时间调节的意义，在CE期间的PCP途径的肌动球蛋白收缩，除了其良好的空间方面的研究。
Oscillatory flows of actomyosin play a key role in the migration of single cells in culture and in collective cell movements inDrosophilaembryos. In vertebrate embryos undergoing convergent extension (CE), the Planar Cell Polarity (PCP) pathway drives the elongation of the body axis and shapes the central nervous system, and mutations of the PCP genes predispose humans to various malformations including neural tube defects. However, the spatiotemporal patterns of oscillatory actomyosin contractions during vertebrate CE and how they are controlled by the PCP signaling remain unknown. Here, we address these outstanding issues using a combination of in vivo imaging and mathematical modeling. We find that effective execution of CE requires alternative oscillations of cortical actomyosin across cell membranes of neighboring cells within an optimal frequency range. Intriguingly, temporal and spatial clustering of the core PCP protein Prickle 2 (Pk2) is correlated to submembranous accumulations of F-actin, and depletion of Pk2 perturbs the oscillation of actomyosin contractions. These findings shed light on the significance of temporal regulation of actomyosin contraction by the PCP pathway during CE, in addition to its well-studied spatial aspects.
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