Developmental Control of Spindle Positioning in Embryos
胚胎中纺锤体定位的发育控制
基本信息
- 批准号:10386679
- 负责人:
- 金额:$ 8.84万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2004
- 资助国家:美国
- 起止时间:2004-04-01 至 2024-04-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AddressAllelesAnimalsAnteriorAwardBindingBiochemistryCaenorhabditis elegansCell MaintenanceCell NucleusCell SeparationCell divisionCellsCentrosomeComplexCuesDataDaughterDevelopmentDevelopmental ProcessDiseaseDynein ATPaseEmbryoEmbryonic DevelopmentEnsureExcisionExhibitsFamilyFertilizationGeneticGuanosine Triphosphate PhosphohydrolasesHumanInheritedKnowledgeLeadLobular NeoplasiaMalignant NeoplasmsMicrotubulesMitotic spindleModelingMorphogenesisMotorNuclearOrganismParentsPathway interactionsPatternPhosphotransferasesPositioning AttributeProcessProtein FamilyProteinsRegulationResearchRoleSignal PathwaySignal TransductionSignal Transduction PathwayStudy modelsSystemTemperatureTestingTissuesWNT Signaling PathwayWorkbasecell fate specificationcell typedaughter celldynactinembryo cellgenetic analysisimaging studyinsightnovelpolarized cellpreventrecruitresponsesperm cellstem cellstemperature sensitive mutant
项目摘要
Asymmetric divisions contribute to cell fate specification during embryonic development and stem cell
maintenance. Spindle alignment with a polarized axis is essential for this process, and spindle position is also
crucial in symmetrically dividing cells to maintain proper cellular arrangements. Disregulation of spindle
positioning and polarity has been implicated in cancer. This proposal addresses how multiple polarity cues
coordinate to produce proper spindle alignment, using the early Caenorhabditis elegans embryo. Asymmetric
division of the one-cell embryo relies on a conserved pathway in which the PAR polarity proteins regulate
cortical asymmetry of the Ga/GPR/LIN-5 complex; this complex recruits the microtubule motor dynein to
generate pulling forces that orient spindles. LET-99, a DEPDC1 family protein, is localized in an asymmetric
cortical band pattern on the anterior/posterior (AP) axis by the PAR proteins, and LET-99 in turn restricts the
localization of GPR/LIN-5 to generate asymmetric pulling forces. Similar PAR and LET-99 domains are
reestablished in the P1 daughter of the first division. P1 divides into P2 and EMS, which both divide
asymmetrically, but only P2 exhibits AP PAR domains. The EMS division is regulated by Wnt and Mes/Src
signaling pathways, which polarize the cell and align the spindle on the AP axis. LET-99, LIN-5 and the PAR
proteins are present in EMS, but here the PARs are polarized along the inner/outer instead of the AP axis. Our
recent studies using fast-inactivating temperature sensitive alleles reveal that LET-99 has a primary role in
spindle positioning in many cells of the early embryos, and acts in the Mes/Src pathway in EMS. We also
identified roles for LIN-5 and the PAR-1 related kinase PIG-1 in EMS. Our observations support our central
hypothesis that LET-99 acts downstream of multiple polarity cues to inhibit the localization or activity of LIN-
5 and thus regulate spindle position in different cell types. In Aim 1, we will elucidate mechanisms within the
Mes/Src pathway using genetic analysis to test the hypothesis that PIG-1 acts upstream or parallel to LET-99.
We will also determine if LET-99, LIN-5, PIG-1 and/or DNC (dynactin, a dynein regulator) are asymmetrically
localized in EMS, and test the hypothesis that LET-99 prevents recruitment of cortical LIN-5. This aim will use
photo-activated fluorescent proteins to resolve cortical asymmetry in a multicellular context. In Aim 2, we will
use a combination of genetics and biochemistry to define the role of CED-10/RAC in the Mes/Src pathway
and distinguish between several hypothesis for how LET-99 and CED-10 interact. In Aim 3, we will use live
imaging studies and temperature sensitive mutants to test several models for P1 polarity reestablishment. The
regulation of the second division is little studied, and LET-99, LIN-5 and PIG-1 are the first intermediates for
spindle positioning in the Mes/Src pathway to be analyzed. This research will significantly advance our
knowledge of these pathways. Because the pathway components are conserved, the results will be relevant to
asymmetric division and spindle positioning in many systems.
不对称分裂有助于胚胎发育和干细胞期间细胞命运规格
维护。与偏振轴的主轴对齐对于此过程至关重要,主轴位置也是
在对称分裂的细胞中至关重要,以维持适当的细胞排列。毫无疑问主轴
定位和极性与癌症有关。该提议解决了多个极性提示
使用秀丽隐杆线虫的早期胚胎,协调以产生适当的纺锤排列。不对称
单细胞胚胎的分裂取决于一种保守的途径,在该途径中,极性蛋白调节
GA/GPR/LIN-5复合物的皮质不对称;这个复合物将微管运动动力蛋白招募到
产生向定向纺锤体的拉力。 Let-99是DEPDC1家族蛋白,位于不对称
PAR蛋白的前/后轴(AP)轴上的皮质带模式,而Let-99又限制了
GPR/LIN-5的定位以产生不对称的拉力。类似的标准杆和Let-99域是
在第一分区的P1女儿中重新建立。 P1分为P2和EMS,两者都分裂
不对称,但只有P2表现出Ap par结构域。 EMS部门由WNT和MES/SRC调节
信号通路,该路径使电池偏振并在AP轴上对齐主轴。 Let-99,Lin-5和PAR
蛋白质存在于EMS中,但是这里的PARS沿着内部/外部而不是AP轴极化。我们的
最近使用快速灭活温度敏感等位基因的研究表明,Let-99在
在早期胚胎的许多细胞中纺锤定位,并在EMS中的MES/SRC途径中作用。我们也是
确定了EMS中LIN-5和PAR-1相关激酶PIG-1的作用。我们的观察支持我们的中心
Let-99在多个极性提示下进行的假设抑制了lin-的定位或活性
5因此调节不同细胞类型的主轴位置。在AIM 1中,我们将阐明内部的机制
使用遗传分析的MES/SRC途径测试PIG-1在上游或平行于Let-99的假设。
我们还将确定Let-99,Lin-5,Pig-1和/或DNC(Dynactin,Dynein调节剂)是否不对称
局部在EMS中,并检验Let-99阻止皮质LIN-5的假设。这个目标将使用
光激活的荧光蛋白可以在多细胞环境中解决皮质不对称。在AIM 2中,我们将
结合遗传学和生物化学来定义CED-10/RAC在MES/SRC途径中的作用
并区分Let-99和CED-10相互作用的几个假设。在AIM 3中,我们将现场使用
成像研究和温度敏感突变体,以测试多种模型是否重建P1极性。这
几乎没有研究第二师的调节,而Let-99,Lin-5和Pig-1是第一个中间体
在MES/SRC途径中的主轴定位要分析。这项研究将大大推动我们的
了解这些途径。由于途径组件是保存的,因此结果将与
许多系统中的不对称分裂和主轴定位。
项目成果
期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
LET-99 inhibits lateral posterior pulling forces during asymmetric spindle elongation in C. elegans embryos.
LET-99 抑制线虫胚胎中纺锤体不对称伸长过程中的横向后拉力。
- DOI:10.1083/jcb.201001115
- 发表时间:2010
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Krueger,LoriE;Wu,Jui-Ching;Tsou,Meng-FuBryan;Rose,LesileeS
- 通讯作者:Rose,LesileeS
TorsinA regulates the LINC to moving nuclei.
- DOI:10.1083/jcb.201701054
- 发表时间:2017-03-06
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Starr DA;Rose LS
- 通讯作者:Rose LS
The 14-3-3 protein PAR-5 regulates the asymmetric localization of the LET-99 spindle positioning protein.
14-3-3 蛋白 PAR-5 调节 LET-99 纺锤体定位蛋白的不对称定位。
- DOI:10.1016/j.ydbio.2016.02.020
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:2.7
- 作者:Wu,Jui-Ching;Espiritu,EugenelB;Rose,LesileeS
- 通讯作者:Rose,LesileeS
PAR-3 and PAR-1 inhibit LET-99 localization to generate a cortical band important for spindle positioning in Caenorhabditis elegans embryos.
- DOI:10.1091/mbc.e07-02-0105
- 发表时间:2007-11
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:Jui-Ching Wu;Lesilee S. Rose
- 通讯作者:Jui-Ching Wu;Lesilee S. Rose
Cell Contact Gives a Twist to Cell Division.
细胞接触使细胞分裂发生变化。
- DOI:10.1016/j.devcel.2018.07.017
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:11.8
- 作者:Rose,LesileeS
- 通讯作者:Rose,LesileeS
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