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RhoファミリーGTPasesの近接相互作用ネットワークをマッピングすることで、シグナル伝達経路と制御機構を明らかにした
Mapping the proximity interaction network of the Rho-family GTPases reveals signalling pathways and regulatory mechanisms.
PMID: 31871319 DOI: 10.1038/s41556-019-0438-7.
抄録
グアニンヌクレオチド交換因子（RhoGEF）とGTPase-activating proteins（RhoGAP）は、RhoファミリーのGTPaseの活性化状態を調整し、エフェクターに結合する。ここでは、近接依存性ビオチン化を利用して、28種類のベイトからRhoファミリーの近接相互作用ネットワークを系統的に定義し、2つの細胞株において9,939個の高信頼性の近接相互作用を生成した。Rho GTPasesのヌクレオチド状態を利用して、RhoGEFおよびRhoGAPとの相互作用のランドスケープを明らかにした。Rhoタンパク質のエフェクターを系統的に定義し、古典的なRhoタンパク質と非典型的なRhoタンパク質の候補を明らかにした。我々は、KIAA0355（ここではGARREと呼ぶ）がRAC1インタラクターであることを実証するためにオプトジェネティクスを使用した。ＲＨＯＧ候補エフェクターの機能的スクリーンは、ＲＨＯＧの下流にあるＲａｃ媒介膜ラフィングのプロモーターとしてＰＬＥＫＨＧ３を同定した。我々は、活性なRHOAがショウジョウバエや哺乳類細胞のキナーゼSLKと結合して、Ezrin-Radixin-Moesinのリン酸化を促進することを同定した。我々の近接相互作用のデータは、追加のRhoシグナル伝達経路の解剖への道を開くものであり、ここに記載されたアプローチはRasファミリーにも適用可能である。
Guanine nucleotide exchange factors (RhoGEFs) and GTPase-activating proteins (RhoGAPs) coordinate the activation state of the Rho family of GTPases for binding to effectors. Here, we exploited proximity-dependent biotinylation to systematically define the Rho family proximity interaction network from 28 baits to produce 9,939 high-confidence proximity interactions in two cell lines. Exploiting the nucleotide states of Rho GTPases, we revealed the landscape of interactions with RhoGEFs and RhoGAPs. We systematically defined effectors of Rho proteins to reveal candidates for classical and atypical Rho proteins. We used optogenetics to demonstrate that KIAA0355 (termed GARRE here) is a RAC1 interactor. A functional screen of RHOG candidate effectors identified PLEKHG3 as a promoter of Rac-mediated membrane ruffling downstream of RHOG. We identified that active RHOA binds the kinase SLK in Drosophila and mammalian cells to promote Ezrin-Radixin-Moesin phosphorylation. Our proximity interactions data pave the way for dissecting additional Rho signalling pathways, and the approaches described here are applicable to the Ras family.