Functions of actin and myosin 1c in the cell nucleus and in the cytoplasm

Abstract

Human MYO1C gene encodes three myosin 1c (Myo1c) isoforms which differ only at their N-ends. Interestingly, all three isoforms localize to the nucleus and also to the cytoplasm, where they are anchored to the plasma membrane by the interaction with phosphatidyl inositol-4,5-bisphosphate (PIP2). However, studies reporting functional involvement of these isoforms are inconsistent. While the shortest isoform C (Myo1c-isoC) has been implicated exclusively in the cytoplasmic processes, the longer isoform B (termed the nuclear myosin 1, NM1) has been employed in the nuclear and processes, such as DNA transcription and rRNA maturation. Similarly, the longest isoform A (Myo1c-isoA) exerts its functions in the nucleus solely. To complete the information on the cellular functions of Myo1c isoforms, we searched for the cytoplasmic functions of NM1 and nuclear functions of Myo1c-isoC. In mouse, only two isoforms (NM1 and Myo1c-isoC) are expressed. We prepared the knock-out mouse (KO) which lacks specifically NM1 while retaining Myo1c-isoC unchanged. Surprisingly, this manifested in no phenotype observed. Since we demonstrated that even Myo1c-isoC acts in the transcription in the similar manner as NM1, it suggests that Myo1c- isoC functionally overlap with NM1 in the nuclear functions. Besides its localization...

Gen pro lidský MYO1C kóduje tři izoformy myosinu 1c (Myo1c), které se liší pouze na N-konci. Všechny tři izoformy se nacházejí v buněčném jádře a také v cytoplazmě, kde jsou ukotveny k plazmatické membráně přes fosfatidylinositol-4,5-bisfosfát (PIP2). Studie popisující funkce jednotlivých izoforem ale nejsou konzistentní. Zatímco nejkratší izoforma C (Myo1c-isoC) je zapojena do procesů probíhajících v cytoplazmě, delší izoforma B (nazývaná též jaderný myosin 1, NM1) je spojována pouze s jadernými procesy jako je transkripce DNA a zrání rRNA. Podobně i izoforma A (Myo1c-isoA) byla popsána pouze v jaderných procesech. Abychom sestavili kompletní obraz o funkcích izoforem Myo1c v buňce, hledali jsme i cytoplazmatické funkce NM1 a naopak i jaderné funkce Myo1c-isoC. V myši jsou exprimovány pouze dvě izoformy, a to NM1 and Myo1c-isoC. Podařilo se nám připravit myš, která obsahuje specifickou deleci genu pro NM1 (KO), zatímco Myo1c-isoC zůstala zachována. Delece NM1 se neprojevila žádným fenotypem. Jelikož jsme ukázali, že i Myo1c- isoC je zapojen do transkripce stejným způsobem jako NM1, došli jsme k závěru, že Myo1c- isoC a NM1 mají stejné funkce v jaderných procesech. Kromě plazmatické membrány se PIP2 nachází i uvnitř jádra, kde moduluje transkripci a sestřih. Zjistili jsme, že PIP2 v jádře kotví NM1...