Localization matters: function of paxillin and phopholipids in the cell nucleus

Abstract

(English) Both paxillin and PIP2 are well known components of the cell, although of a distinct origin. Focal adhesion protein paxillin spreads the signals from extracellular matrix via integrins and growth factor receptors to affect cellular motility and migration (Schaller, 2001). PIP2, a major structural component of cytoplasmic membrane, is utilized by phospholipase C to generate second messenger molecules (Hokin and Hokin 1953; Streb et al. 1983). Both molecules were recently shown to be localized in the nucleus. Their original functions have been well established, but together with other research colleagues we are now shedding more light on completely different functions of these biological molecules and moreover, in the different compartments than they were primarily believed to function in. Here, we introduce paxillin as an important factor of the cell nucleus, where it regulates transcription of two important growth-related genes, IGF2 and H19. It does not affect the allelic expression of these imprinted genes, it rather regulates long-range chromosomal interactions between H19 or IGF2 promoter, and the shared distal enhacer on an active allele. In detail, paxillin stimulates the interaction between the enhancer and the IGF2 promoter, activating IGF2 gene transcription, while it restrains...

(Czech) Paxillin i PIP2 jsou dobře známé součásti každé buňky, i když odlišné povahy. Paxillin, protein fokálních adhezí, šíří signál z extracelulární matrix prostřednictvím integrinů a receptory růstových faktorů, a tak reguluje buněčnou motilitu a migraci buněk (Schaller, 2001). PIP2, hlavní stavební kámen buněčných membrán, který je fosfolipasou C štěpen na tzv. druhé posly (Hokin and Hokin 1953; Streb et al. 1983). V nedávné době bylo prokázáno, že obě molekuly jsou také lokalizovány v jádře. Jejich dosud známé funkce jsou detailně prozkoumány, ale my nyní odhalujeme zcela odlišné funkce těchto biologických složek, a to navíc v úplně odlišných částech buňky, než kde se jejich lokalizace předpokládá. V této práci ukazujeme, že paxillin je důležitým faktorem buněčného jádra, kde kontroluje expresi dvou důležitých genů IGF2 a H19, které řídí růst buňky. Paxillin nemění alelickou expresi těchto imprintovaných genů, ale reguluje chromosomální interakce mezi promotory IGF2/H19 a jejich společným enhancerem na aktivní alele. Přesněji řečeno, paxillin stimuluje interakci mezi enahncerem a promotorem genu IGF2, čímž zesiluje transkripci IGF2, zároveň paxillin brání interakci mezi enhancerem a promotorem H19, a tím snižuje transkripci H19. Nalezli jsme paxillin v komplexu s kohesiny a také Mediatorem RNA...