Ca(2+) signals initiate at immobile IP(3) receptors adjacent to ER-plasma membrane junctions.
Ca(2+) signals initiate at immobile IP(3) receptors adjacent to ER-plasma membrane junctions.
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DOI：
10.1038/s41467-017-01644-8
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发表时间：
2017-11-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Taylor CW
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Thillaiappan NB;Chavda AP;Tovey SC;Prole DL;Taylor CW
当 IP3 受体 (IP3R) 结合 IP3 和 Ca2+ 时，它们会从 ER 中释放 Ca2+。 IP3R 的空间组织决定了 IP3R 之间 Ca2+ 信号的传播和细胞反应的选择性调节。在这里，我们使用基因编辑来荧光标记内源性 IP3R，并使用超分辨率显微镜来确定活细胞内 IP3R 和 Ca2+ 信号的分布。我们发现天然 IP3R 聚集在内质网膜内。大多数 IP3R 簇是可移动的，由扩散和微管马达移动。 Ca2+ 信号由一小部分固定的 IP3R 产生。这些 IP3R 已获得响应许可，但它们不易与移动 IP3R 混合。获得许可的 IP3R 位于 ER 质膜连接处，STIM1 负责调节钙离子库操作的 Ca2+ 进入，并在 Ca2+ 储存耗尽后积聚。靠近内质网-质膜连接处的 IP3R 可以做出反应，并处于最佳位置以被内源性 IP3 激活并调节 Ca2+ 进入。 IP3 受体介导内质网 Ca2+ 的释放。作者在此表明，只有一小部分 IP3 受体启动 Ca2+ 信号；这些靠近质膜的固定IP3受体被最佳地放置来控制STIM1依赖性Ca2+进入。
IP3 receptors (IP3Rs) release Ca2+ from the ER when they bind IP3 and Ca2+. The spatial organization of IP3Rs determines both the propagation of Ca2+ signals between IP3Rs and the selective regulation of cellular responses. Here we use gene editing to fluorescently tag endogenous IP3Rs, and super-resolution microscopy to determine the geography of IP3Rs and Ca2+ signals within living cells. We show that native IP3Rs cluster within ER membranes. Most IP3R clusters are mobile, moved by diffusion and microtubule motors. Ca2+ signals are generated by a small population of immobile IP3Rs. These IP3Rs are licensed to respond, but they do not readily mix with mobile IP3Rs. The licensed IP3Rs reside alongside ER-plasma membrane junctions where STIM1, which regulates store-operated Ca2+ entry, accumulates after depletion of Ca2+ stores. IP3Rs tethered close to ER-plasma membrane junctions are licensed to respond and optimally placed to be activated by endogenous IP3 and to regulate Ca2+ entry. IP3 receptors mediate Ca2+ release from the endoplasmic reticulum. Here the authors show that only a small fraction of IP3 receptors initiate Ca2+ signals; these immobile IP3 receptors adjacent to the plasma membrane are optimally placed to control STIM1-dependent Ca2+ entry.
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DOI：
10.1074/jbc.m110.162073
发表时间：
2010-12-03
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
Brailoiu E;Rahman T;Churamani D;Prole DL;Brailoiu GC;Hooper R;Taylor CW;Patel S
通讯作者：
Patel S
影响因子：
4
作者：
Chakraborty S;Deb BK;Chorna T;Konieczny V;Taylor CW;Hasan G
通讯作者：
Hasan G
影响因子：
64.8
作者：
Fan G;Baker ML;Wang Z;Baker MR;Sinyagovskiy PA;Chiu W;Ludtke SJ;Serysheva II
通讯作者：
Serysheva II
影响因子：
17.3
作者：
Gaj, Thomas;Gersbach, Charles A.;Barbas, Carlos F., III
通讯作者：
Barbas, Carlos F., III
影响因子：
5.5
作者：
Bootman, M;Niggli, E;Lipp, P
通讯作者：
Lipp, P