Functional PKC in vivo analysis using deficient mouse models

2007 ◽  
Vol 35 (5) ◽  
pp. 1018-1020 ◽  
Author(s):  
M. Leitges
Keyword(s):  
Expression Profiles ◽  
Adenomatous Polyposis ◽  
Polyposis Coli ◽  
The Past ◽  
Kinase C ◽  
Pkc Isoforms ◽  
Pkc Protein Kinase C ◽  
In Vivo Analysis

The aim of our group is to identify PKC (protein kinase C) in vivo function by analysing individual PKC knockouts we have generated over the past few years. The general approach we are using to identify target tissues and/or defined cell populations within the mouse for further investigation is a detailed expression analysis of individual PKC isoforms. For these purposes, we have established several specific tools in the past that allow us to follow up isoform-specific PKC expression on a very precise level. Doing so, we have started to investigate PKC expression profiles under various tumour conditions in mice. As predicted, we were able to identify various PKC isoforms to be either up- or down-regulated during the development and progression of certain tumours, implying that these isoforms are substantially linked to the biology of these tumours. In order to prove this hypothesis, we then crossed relevant PKC knockout lines on the appropriate tumour background and analysed tumour growth and progression under PKC-deficient conditions. Exemplary of this approach, recent data generated with PKCα-deficient APCMin (adenomatous polyposis coli) mice identify PKCα in this system acting as a tumour suppressor instead of being a promoter as suggested from PMA data.

Μελέτη των μηχανισμών εκδήλωσης συγγενών καρδιοπαθειών με την χρήση του zebrafish ως πειραματικό μοντέλο

2016 ◽  
Author(s):  
Δέσποινα Μπουρνελέ
Keyword(s):  
Adenomatous Polyposis Coli ◽  
Outflow Tract ◽  
Adenomatous Polyposis ◽  
Polyposis Coli

Οι βαλβιδοπάθειες με συχνότητα εμφάνισης 5% επί των ζώντων νεογνών αποτελούν το 20-30% του συνόλου των συγγενών καρδιοπαθειών. Οι καρδιακές βαλβίδες αναπτύσσονται και διαμορφώνονται ταυτόχρονα με το σχηματισμό της καρδιάς και όσο αυτή συστέλλεται. Οι βαλβίδες λειτουργούν καθ’όλη τη διάρκεια της ζωής ενός οργανισμού με σκοπό την παρεμπόδιση της παλίνδρομης ροής του αίματος μεταξύ των καρδιακών κοιλοτήτων. Η ακριβής τους διαμόρφωση είναι σημαντική για την φυσιολογική καρδιακή λειτουργία και είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης της συσταλτικότητας της καρδιάς και της αιμοδυναμικής ροής. Ποικίλα σηματοδοτικά μονοπάτια εμπλέκονται στη μορφοποίηση των καρδιακών βαλβίδων. Ωστόσο, οι μοριακοί μηχανισμοί που διέπουν την ανάπτυξη τους δεν έχουν πλήρως διαλευκανθεί.Το zebrafish αποτελεί ένα ιδανικό πειραματικό μοντέλο για τη μελέτη της ανάπτυξης των καρδιακών βαλβίδων καθώς επιτρέπει τη μη επεμβατική in vivo παρατήρηση της ανάπτυξης του καρδιαγγειακού συστήματος. Επίσης, η καρδιά του, zebrafish έχει την ικανότητα να αναγεννάται σε όλη τη διάρκεια ζωής του ψαριού, προσφέροντας γνώση για την κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν την αναγέννηση της ανθρώπινης καρδιάς. Το zebrafish είναι ακόμα ένα πολύτιμο γενετικό εργαλείο για την ταυτοποίηση υποψήφιων γονιδίων για συγγενείς καρδιοπάθειες, είτε μέσω του χαρακτηρισμού μεταλλαγμένων σειρών που έχουν προέλθει από γενετικούς ελέγχους είτε μέσω της φαινοτυπικής παρατήρησης εμβρύων μετά από εφαρμογή μεθόδων γονιδιωματικής τροποποίησης.Στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε η ταυτοποίηση και ο χαρακτηρισμός γονιδίων που εμπλέκονται στην ανάπτυξη και το σχηματισμό των καρδιακών βαλβίδων. Οι μεταλλαγμένες γενετικές σειρές που χρησιμοποιήθηκαν προήλθαν από τυχαία μεταλλαξιγένεση στα πλαίσια ενός ελέγχου πρόσθιας γενετικής για καρδιοαγγειακούς φαινότυπους. Η μεταλλαγμένη σειρά bua εμφανίζει στένωση της βαλβίδας στο σημείο εξώθησης της καρδιάς (outflow tract), με αποτέλεσμα την ελαττωματική ανάπτυξη της κολποκοιλιακής βαλβίδας και την παλινδρόμησή του αίματος μεταξύ κόλπου και κοιλίας. Τα έμβρυα της μεταλλαγμένης σειράς BH εμφανίζουν μικρότερη σε μέγεθος καρδιά και κυρτή ουρά. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε ο χαρακτηρισμός της διαγονιδιακής σειράς Tg(7xTCF-Xla.Siam:nlsmCherry). Πρόκειται για μια νέα διαγονιδιακή σειρά αναφοράς της Wnt/β-κατενίνης, που συμβάλλει στον εντοπισμό της ενεργότητας του σηματοδοτικού μονοπατιού στα κύτταρα του zebrafish. Ο χαρακτηρισμός του διαγονιδίου πραγματοποιήθηκε και στη μεταλλαγμένη σειρά apchu745, στην οποία το σηματοδοτικό μονοπάτι Wnt/β-catenin είναι μόνιμα ενεργοποιημένο. Έμβρυα zebrafish με μεταλλάξεις στο ογκοκατασταλτικό γονίδιο apc (adenomatous polyposis coli) εμφανίζουν ανωμαλίες στην ανάπτυξη της καρδιάς, όπως ελαττωματική καρδιακή συσταλτικότητα, ελαττωματική κάμψη της καρδιάς, καθώς επίσης και υπερπλαστικά καρδιακά επάρματα στις καρδιακές βαλβίδες.Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας ήταν η μελέτη της λειτουργίας των γονιδίων, η ταυτοποίηση νέων σηματοδοτικών μονοπατιών και η διαλεύκανση των μοριακών μηχανισμών που εμπλέκονται στην παθογένεση των συγγενών καρδιοπαθειών. Αρκετά μοναδικά χαρακτηριστικά καθιστούν το zebrafish ένα ελκυστικό πειραματικό μοντέλο, που προσφέρει τη δυνατότητα μοντελοποίησης μεγάλου εύρους ανθρώπινων ασθενειών.

scholarly journals Adenomatous polyposis coli nucleates actin assembly to drive cell migration and microtubule-induced focal adhesion turnover

2017 ◽  
Vol 216 (9) ◽  
pp. 2859-2875 ◽  
Author(s):  
M. Angeles Juanes ◽  
Habib Bouguenina ◽  
Julian A. Eskin ◽  
Richa Jaiswal ◽  
Ali Badache ◽  
...  
Keyword(s):  
Cell Migration ◽  
Adenomatous Polyposis Coli ◽  
Focal Adhesions ◽  
Adenomatous Polyposis ◽  
Actin Assembly ◽  
Polyposis Coli ◽  
Directed Cell Migration ◽  
Direct Cell ◽  
Mitochondrial Distribution

Cell motility depends on tight coordination between the microtubule (MT) and actin cytoskeletons, but the mechanisms underlying this MT–actin cross talk have remained poorly understood. Here, we show that the tumor suppressor protein adenomatous polyposis coli (APC), which is a known MT-associated protein, directly nucleates actin assembly to promote directed cell migration. By changing only two residues in APC, we generated a separation-of-function mutant, APC (m4), that abolishes actin nucleation activity without affecting MT interactions. Expression of full-length APC carrying the m4 mutation (APC (m4)) rescued cellular defects in MT organization, MT dynamics, and mitochondrial distribution caused by depletion of endogenous APC but failed to restore cell migration. Wild-type APC and APC (m4) localized to focal adhesions (FAs), and APC (m4) was defective in promoting actin assembly at FAs to facilitate MT-induced FA turnover. These results provide the first direct evidence for APC-mediated actin assembly in vivo and establish a role for APC in coordinating MTs and actin at FAs to direct cell migration.

scholarly journals Adenomatous polyposis coli plays a key role, in vivo, in coordinating assembly of the neuronal nicotinic postsynaptic complex

2008 ◽  
Vol 38 (2) ◽  
pp. 138-152 ◽  
Author(s):  
Madelaine M. Rosenberg ◽  
Fang Yang ◽  
Monica Giovanni ◽  
Jesse L. Mohn ◽  
Murali K. Temburni ◽  
...  
Keyword(s):  
Adenomatous Polyposis Coli ◽  
Adenomatous Polyposis ◽  
Polyposis Coli

scholarly journals Substrate recruitment and inhibition of the PAR polarity complex

2014 ◽  
Vol 70 (a1) ◽  
pp. C1282-C1282
Author(s):  
Neil McDonald
Keyword(s):  
Cell Polarity ◽  
Drug Targets ◽  
Regulatory Mechanism ◽  
Human Cancer ◽  
Selective Inhibition ◽  
In Vivo Models ◽  
Kinase C ◽  
Pkc Protein Kinase C ◽  
Protein Kinase C Isoforms

The aPKC [atypical PKC (protein kinase C)] isoforms ι and ζ play crucial roles in the formation and maintenance of cell polarity and represent attractive anti-oncogenic drug targets in Ras-dependent tumours. Deregulation of PKCι signalling has multiple effects including aberrant cell polarity, which is a hallmark of aggressive cancers. PKCι associates with two discrete polarity complexes; one containing the polarity proteins Par3 and Par6 (the PAR complex) and the other contains Crumbs, Stardust and PatJ (the Crbs complex). Both complexes are found in vertebrates and invertebrates where they are crucial for maintaining apical-basal polarity. We are interested in how these two complexes recruit Par6-aPKC to the cell membrane and how aPKC activity is stimulated once within the PAR complex. Several substrates of the PAR complex are also able to inhibit its catalytic activity suggesting a complex regulatory mechanism. Our structural, biochemical and in vivo results from studying the PAR complex will be presented. Our data indicate a hierarchy among PAR complex substrates. In parallel, we have characterised somatic mutations found in PKCι in human cancer, indicating that perturbing a substrate-specific recruitment site selectively disrupts the polarizing activity of PKCι. Finally, a series of ATP-competitive thieno[3,2-d]pyrimidine- based PKCι inhibitors that show potent and selective inhibition of PKCι in biochemical, cellular and in vivo models will be presented.

scholarly journals Actin/microtubule crosstalk during platelet biogenesis in mice is critically regulated by Twinfilin1 and Cofilin1

2020 ◽  
Vol 4 (10) ◽  
pp. 2124-2134 ◽  
Author(s):  
Isabelle C. Becker ◽  
Inga Scheller ◽  
Lou M. Wackerbarth ◽  
Sarah Beck ◽  
Tobias Heib ◽  
...  
Keyword(s):  
Regulatory Proteins ◽  
Actin Dynamics ◽  
Adenomatous Polyposis ◽  
Polyposis Coli ◽  
And Function ◽  
Redundant Functions ◽  
H Protein ◽  
Functional Defects

Abstract Rearrangements of the microtubule (MT) and actin cytoskeleton are pivotal for platelet biogenesis. Hence, defects in actin- or MT-regulatory proteins are associated with platelet disorders in humans and mice. Previous studies in mice revealed that loss of the actin-depolymerizing factor homology (ADF-H) protein Cofilin1 (Cof1) in megakaryocytes (MKs) results in a moderate macrothrombocytopenia but normal MK numbers, whereas deficiency in another ADF-H protein, Twinfilin1 (Twf1), does not affect platelet production or function. However, recent studies in yeast have indicated a critical synergism between Twf1 and Cof1 in the regulation of actin dynamics. We therefore investigated platelet biogenesis and function in mice lacking both Twf1 and Cof1 in the MK lineage. In contrast to single deficiency in either protein, Twf1/Cof1 double deficiency (DKO) resulted in a severe macrothrombocytopenia and dramatically increased MK numbers in bone marrow and spleen. DKO MKs exhibited defective proplatelet formation in vitro and in vivo as well as impaired spreading and altered assembly of podosome-like structures on collagen and fibrinogen in vitro. These defects were associated with aberrant F-actin accumulation and, remarkably, the formation of hyperstable MT, which appears to be caused by dysregulation of the actin- and MT-binding proteins mDia1 and adenomatous polyposis coli. Surprisingly, the mild functional defects described for Cof1-deficient platelets were only slightly aggravated in DKO platelets suggesting that both proteins are largely dispensable for platelet function in the peripheral blood. In summary, these findings reveal critical redundant functions of Cof1 and Twf1 in ensuring balanced actin/microtubule crosstalk during thrombopoiesis in mice and possibly humans.

scholarly journals Adenomatous polyposis coli protein nucleates actin assembly and synergizes with the formin mDia1

2010 ◽  
Vol 189 (7) ◽  
pp. 1087-1096 ◽  
Author(s):  
Kyoko Okada ◽  
Francesca Bartolini ◽  
Alexandra M. Deaconescu ◽  
James B. Moseley ◽  
Zvonimir Dogic ◽  
...  
Keyword(s):  
Adenomatous Polyposis Coli ◽  
Microtubule Dynamics ◽  
Actin Dynamics ◽  
Adenomatous Polyposis ◽  
Actin Assembly ◽  
Polyposis Coli ◽  
Adenomatous Polyposis Coli Protein ◽  
Cell Protrusion

The tumor suppressor protein adenomatous polyposis coli (APC) regulates cell protrusion and cell migration, processes that require the coordinated regulation of actin and microtubule dynamics. APC localizes in vivo to microtubule plus ends and actin-rich cortical protrusions, and has well-documented direct effects on microtubule dynamics. However, its potential effects on actin dynamics have remained elusive. Here, we show that the C-terminal “basic” domain of APC (APC-B) potently nucleates the formation of actin filaments in vitro and stimulates actin assembly in cells. Nucleation is achieved by a mechanism involving APC-B dimerization and recruitment of multiple actin monomers. Further, APC-B nucleation activity is synergistic with its in vivo binding partner, the formin mDia1. Together, APC-B and mDia1 overcome a dual cellular barrier to actin assembly imposed by profilin and capping protein. These observations define a new function for APC and support an emerging view of collaboration between distinct actin assembly–promoting factors with complementary activities.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document