Comparative analysis of the role of formins in Drosophila embryonic dorsal closure
Closing the dorsal epidermis of the Drosophila embryos serves as an important paradigm to study the mechanisms of epithelial fusion, and that of wound healing, exhibiting remarkable similarities with dorsal closure. Investigations over the past decade provided us with a good understanding of the cel...
Elmentve itt :
| Szerző: | |
|---|---|
| További közreműködők: | |
| Dokumentumtípus: | Disszertáció |
| Megjelent: |
2022-07-22
|
| Kulcsszavak: | Drosophila, dorsal closure, formin, cytoskeleton |
| Tárgyszavak: | |
| doi: | 10.14232/phd.11384 |
| mtmt: | 34126579 |
| Online Access: | http://doktori.ek.szte.hu/11384 |
| Tartalmi kivonat: | Closing the dorsal epidermis of the Drosophila embryos serves as an important paradigm to study the mechanisms of epithelial fusion, and that of wound healing, exhibiting remarkable similarities with dorsal closure. Investigations over the past decade provided us with a good understanding of the cellular movements and cell shape changes occurring during this process. Moreover, it has been established that F-actin and microtubule based cytoskeletal mechanisms play a pivotal role in this sealing process. Being required for the formation of contractile actomyosin cables and filopodia growth the contribution of unbranched actin filaments became particularly evident. Despite their fundamental importance, the assembly and regulation of these actin cables are, nevertheless, not well understood. In this study, we report a comprehensive analysis of all Drosophila members of the formin protein family, recognized as the major factors of unbranched actin filament formation in cells. We used a combination of protein expression studies and phenotypic analysis to demonstrate that of the six Drosophila formins, four members (Dia, Frl, DAAM and Form3) are needed to bring about proper fusion of the epithelia. Whereas, Dia and Frl were already shown to be involved in DC, we not only identified two additional players (i.e. DAAM and Form3), but we also revealed new roles for Dia and Frl. Careful analysis of the morphological and dynamic properties of the closure process in formin mutants showed a differential contribution for each formin. Collectively, our data strongly suggest that the four formins promote the formation of several actin structures, each with a specific role in the complex mechanics of DC. A Drosophila embriók háti hámrétegének összezáródása kitűnő modellrendszerként szolgál az epiteliális lemezek fúziójának tanulmányozására, mely figyelemreméltó hasonlóságot mutat a sebzáródás folyamatával. Az elmúlt évtized kutatásai által betekintést nyerhettünk a háti záródás során lejátszódó sejtes mozgások és sejtalakváltozások szabályozásának módjába, továbbá fény derült a záródás fő mozgató erejére, az F-aktin és mikrotubulus alapú sejtváz átrendeződésre is. A nem elágazódó aktin filamentumok aktomiozin kábel kialakításában és a filopódiumok növekedésében betöltött szerepe pedig rávilágított ezen sejtvázalkotó nélkülözhetetlen jelenlétére a folyamat során. Habár a fent említett aktin kötegek alapvető fontosságúak, létrejöttük és szabályzásuk módja közel sem tisztázott. Tanulmányunkban átfogó vizsgálatot végeztünk a nem elágazódó aktin filamentumok fő szabályozó elemeiről, a Drosophila modellállatban megtalálható formin fehérje család valamennyi tagjáról. Fehérje expressziós és fenotípusos vizsgálatok kombinációját alkalmazva bizonyítottuk, hogy a hat Drosophila formin közül négy (Dia, Frl, DAAM és Form3) fontos szerepet játszik az epidermisz megfelelő záródásában. Míg a Dia és az Frl forminokról már korábban kimutatták, hogy részt vesznek a háti záródás szabályzásában, mi nem csupán két új szereplőt, a DAAM és Form3 fehérjéket azonosítottunk, hanem a Dia és az Frl forminok új, eddig ismeretlen szerepeit is felfedtük a folyamat során. Az egyes formin mutánsok morfológiai és dinamikus paramétereinek alapos elemzése alapján megállapítottuk, hogy az egyes forminok eltérően járulnak hozzá a folyamat szabályozásához. Kutatásaink alapján összességében elmondható, hogy a négy formin különféle aktin struktúrák kialakulását segíti elő, melyek mindegyike specifikus szerepet tölt be a háti záródás mechanizmusában. |
|---|