New regulatory mechanisms of microtubule nucleation

Abstract

MT nucleation from γ-tubulin complexes, located at centrosome, is an essential step in the formation of MT cytoskeleton. In mammalian cells, -tubulin is encoded by two genes. We functionally characterized two γ-tubulin proteins and have found that both are functionally equivalent. γ-Tubulin 2 is able to substitute for γ-tubulin 1 in MT nucleation. However, we revealed that unlike TUBG1, TUBG2 expression is downregulated in mouse preimplantation development. Mast cells represent effectors of the allergy reaction. Their activation by antigen induces number of cellular processes such as degranulation, proliferation and cytoskeleton rearrangements. The regulatory mechanisms of MT reorganization during mast cell activation are unknown. We identified new signaling proteins, GIT1 and PIX that interact with - tubulin. Depletion of GIT1 or PIX leads to changes in MT nucleation. GIT1 is phosphorylated on tyrosine and associates with γ-tubulin in a Ca2+ -dependent manner. Our data suggested a novel signaling pathway for MT rearrangement in mast cells where tyrosine kinase-activated GIT1 and βPIX work in concert with Ca2+ signaling to regulate MT nucleation. We tested the capability of GIT1 and PIX to influence -tubulin function in more cell types. We found out that GIT1/βPIX signaling proteins together...

SOUHRN Mikrotubuly jsou dynamické cytoskeletální polymery, které jsou nepostradatelné pro základní buněčné aktivity, jako je udržení buněčného tvaru, dělení, prostorová distribuce organel, migrace a transport váčků. Přestože je nukleace mikrotubulů z komplexů -tubulinu základním krokem ve formaci mikrotubulárního cytoskeletu, signální dráhy regulující nukleaci z centrosomů, jsou u interfázních buněk neznámé. V odborných studiích jsem se koncentrovali na tyto regulační mechanismy. V savčích buňkách je -tubulin kódován dvěma geny. Ukázali jsme, že -tubulin 2 je schopen zastoupit -tubulin 1 v nukleaci mikrotubulů. Navíc jsme zjistili, že -tubuliny jsou různě exprimovány během časné embryogeneze a v dospělých tkáních u myší. Na základě těchto nálezů navrhujeme, že savčí -tubuliny jsou v otázce nukleace mikrotubulů funkčně rovnocenné. Aktivace žírných buněk vede k formaci protruzí, které jsou tvořeny mikrotubuly v závilosti na vápníku. Objevili jsme dva signální proteiny, PIX a GIT1, které interagují s -tubulinem a lokalizují se na centrozomu. GIT1 je fosforylován na tyrosinu u aktivovaných žírných buněk a interaguje s -tubulinem v závilosti na vápníku. Navrhujeme novou signální dráhu pro reorganizaci mikrotubulů u žírných buněk, ve které na tyrozinech-aktivované GIT1 a PIX spolupracují s vápníkovou...