Microtubule-associated proteins as mediators of interactions between Dishevelled and microtubules

Abstract

Dishevelled (DVL) is an evolutionarily conserved protein primarily recognized for its pivotal role in Wnt signaling. However, accumulating evidence indicates that DVL functions extend beyond its well-established signaling roles. For instance, it has been shown that DVL localizes to various microtubule (MT)-based structures and actively participates in their regulation across diverse cellular contexts. Despite these findings, the precise molecular mechanisms governing DVL association with MTs remain unexplored. Using TIRF (Total internal reflection fluorescence) microscopy and cellular assays, this thesis demonstrates that human DVL paralogs lack intrinsic MT-binding capacity and require adaptor proteins for their MT recruitment. A comprehensive lysate-based screen identified several microtubule- associated proteins as novel DVL3 interactors capable of targeting it to MT networks. These newly identified DVL3-binding partners include CCDC66 (Coiled-coil domain-containing 66), MAP7D3 (MAP7 domain-containing 3), TRIM46 (Tripartite motif-containing 46), and PRC1 (Protein regulator of cytokinesis 1). Further analyses revealed that the intrinsically disordered C-terminal region of DVL3 is critical for PRC1-dependent recruitment to MTs. Interestingly, the interaction between DVL3 and PRC1 displayed cell...

Dishevelled (DVL) je evolučně konzervovaný protein, známý především svou klíčovou úlohou ve Wnt signalizaci. Přibývající množství důkazů však naznačuje, že funkce DVL přesahují rámec jeho dobře popsaných signálních rolí. Bylo například zjištěno, že se DVL váže na různé mikrotubulární struktury a aktivně se podílí na jejich regulaci v různých buněčných kontextech. Přes tyto poznatky, zůstávají molekulární mechanismy těchto interakcí dosud neprozkoumané. S využitím TIRF (Total internal reflection fluorescence) mikroskopie a buněčných experimentů tato práce ukazuje, že lidské paralogy DVL postrádají schopnost samostatně se vázat mikrotubuly a pro tuto lokalizaci vyžadují adaptorové proteiny. Rozsáhlý screening buněčných lyzátů odhalil nové interakční partnery DVL3 z řad proteinů asociovaných s mikrotubuly, které umožňují jeho navázání na mikrotubulární sítě. Mezi tyto nově identifikované partnery DVL3 patří CCDC66 (Coiled-coil domain-containing 66), MAP7D3 (MAP7 domain-containing 3), TRIM46 (Tripartite motif-containing 46) a PRC1 (Protein regulator of cytokinesis 1). Detailnější analýza interakcí odhalila, že pro PRC1 zprostředkovanou lokalizaci na mikrotubuly je nezbytná nestrukturovaná C-koncová oblast DVL3. Zajímavé je, že interakce mezi DVL3 a PRC1 vykazovala variabilitu v závislosti na typu...