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 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.

scholarly journals The adenomatous polyposis coli tumor suppressor protein localizes to plasma membrane sites involved in active cell migration.

1996 ◽  
Vol 134 (1) ◽  
pp. 165-179 ◽  
Author(s):  
I S Näthke ◽  
C L Adams ◽  
P Polakis ◽  
J H Sellin ◽  
W J Nelson
Keyword(s):  
Cell Migration ◽  
Adenomatous Polyposis Coli ◽  
Adenomatous Polyposis ◽  
Polyposis Coli ◽  
Polyp Formation ◽  
Protein Levels ◽  
Epithelial Monolayers ◽  
Directed Cell Migration ◽  
Microtubule Binding Domain ◽  
Apc Protein

Mutations in the adenomatous polyposis coli (APC) gene are linked to polyp formation in familial and sporadic colon cancer, but the functions of the protein are not known. We show that APC protein localizes mainly to clusters of puncta near the ends of microtubules that extend into actively migrating regions of epithelial cell membranes. This subcellular distribution of APC protein requires microtubules, but not actin filaments. APC protein-containing membranes are actively involved in cell migration in response to wounding epithelial monolayers, addition of the motorgen hepatocyte growth factor, and during the formation of cell-cell contacts. In the intestine, APC protein levels increase at the crypt/villus boundary, where cell migration is crucial for enterocyte exit from the crypt and where cells accumulate during polyp formation that is linked to mutations in the microtubule-binding domain of APC protein. Together, these data indicate that APC protein has a role in directed cell migration.

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 Truncated Adenomatous Polyposis Coli Mutation Induces Asef-Activated Golgi Fragmentation

2018 ◽  
Vol 38 (17) ◽  
Author(s):  
Sang Bum Kim ◽  
Lu Zhang ◽  
Jimok Yoon ◽  
Jeon Lee ◽  
Jaewon Min ◽  
...  
Keyword(s):  
Cell Migration ◽  
Cell Polarity ◽  
Adenomatous Polyposis Coli ◽  
Full Length ◽  
Cholesterol Homeostasis ◽  
Dependent Manner ◽  
Adenomatous Polyposis ◽  
Polyposis Coli ◽  
Golgi Fragmentation ◽  
Cell Cell

ABSTRACT Adenomatous polyposis coli (APC) is a key molecule to maintain cellular homeostasis in colonic epithelium by regulating cell-cell adhesion, cell polarity, and cell migration through activating the APC-stimulated guanine nucleotide-exchange factor (Asef). The APC-activated Asef stimulates the small GTPase, which leads to decreased cell-cell adherence and cell polarity, and enhanced cell migration. In colorectal cancers, while truncated APC constitutively activates Asef and promotes cancer initiation and progression, regulation of Asef by full-length APC is still unclear. Here, we report the autoinhibition mechanism of full-length APC. We found that the armadillo repeats in full-length APC interact with the APC residues 1362 to 1540 (APC-2,3 repeats), and this interaction competes off and inhibits Asef. Deletion of APC-2,3 repeats permits Asef interactions leading to downstream signaling events, including the induction of Golgi fragmentation through the activation of the Asef-ROCK-MLC2. Truncated APC also disrupts protein trafficking and cholesterol homeostasis by inhibition of SREBP2 activity in a Golgi fragmentation-dependent manner. Our study thus uncovers the autoinhibition mechanism of full-length APC and a novel gain of function of truncated APC in regulating Golgi structure, as well as cholesterol homeostasis, which provides a potential target for pharmaceutical intervention against colon cancers.

scholarly journals Distinct phospho-forms of cortactin differentially regulate actin polymerization and focal adhesions

2008 ◽  
Vol 295 (5) ◽  
pp. C1113-C1122 ◽  
Author(s):  
Anne E. Kruchten ◽  
Eugene W. Krueger ◽  
Yu Wang ◽  
Mark A. McNiven
Keyword(s):  
Cell Migration ◽  
Focal Adhesion ◽  
Actin Polymerization ◽  
Control Cell ◽  
Focal Adhesions ◽  
Serine Phosphorylation ◽  
Actin Binding ◽  
Actin Assembly

Cortactin is an actin-binding protein that is overexpressed in many cancers and is a substrate for both tyrosine and serine/threonine kinases. Tyrosine phosphorylation of cortactin has been observed to increase cell motility and invasion in vivo, although it has been reported to have both positive and negative effects on actin polymerization in vitro. In contrast, serine phosphorylation of cortactin has been shown to stimulate actin assembly in vitro. Currently, the effects of cortactin serine phosphorylation on cell migration are unclear, and furthermore, how the distinct phospho-forms of cortactin may differentially contribute to cell migration has not been directly compared. Therefore, we tested the effects of different tyrosine and serine phospho-mutants of cortactin on lamellipodial protrusion, actin assembly within cells, and focal adhesion dynamics. Interestingly, while expression of either tyrosine or serine phospho-mimetic cortactin mutants resulted in increased lamellipodial protrusion and cell migration, these effects appeared to be via distinct processes. Cortactin mutants mimicking serine phosphorylation appeared to predominantly affect actin polymerization, whereas mutation of cortactin tyrosine residues resulted in alterations in focal adhesion turnover. Thus these findings provide novel insights into how distinct phospho-forms of cortactin may differentially contribute to actin and focal adhesion dynamics to control cell migration.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document