Wnt制御されたスフィンゴ脂質はAnthrax Toxin Receptorのパルミトイル化を調節し、ゼブラフィッシュの有向分裂を制御している

Wnt-controlled sphingolipids modulate Anthrax Toxin Receptor palmitoylation to regulate oriented mitosis in zebrafish.

• I Castanon
• J T Hannich
• L Abrami
• F Huber
• M Dubois
• M Müller
• F G van der Goot
• M Gonzalez-Gaitan

抄録

配向性細胞分裂は、非対称幹細胞分裂、神経管伸長、体軸伸長などを制御する基本的なメカニズムである。ゼブラフィッシュの胃化では、体軸が伸長すると、背側上芽細胞は動物-植物胚軸に沿って強固に配向した分裂を示す。本研究では、リピドミクス、メタボリックトレーサー解析、定量画像解析を組み合わせて、スフィンゴ脂質が上芽細胞の分裂時に紡錘体の位置を調節していることを明らかにした。その結果、スフィンゴ脂質合成の調節因子としてWntシグナルを同定し、スフィンゴ脂質合成の第一段階であるセリンパルミトイル転移酵素（SPT）の活性を調節していることを明らかにした。スフィンゴ脂質は Anthrax 受容体のパルミトイル化状態を決定し、分裂する上芽細胞の分裂紡錘体の位置を決定します。我々のデータは、Wntシグナル伝達がどのようにスフィンゴ脂質依存性の有向分裂を媒介しているか、そしてスフィンゴ脂質がどのようにAnthrax受容体のパルミトイル化を決定しているかを示しています。

Oriented cell division is a fundamental mechanism to control asymmetric stem cell division, neural tube elongation and body axis extension, among other processes. During zebrafish gastrulation, when the body axis extends, dorsal epiblast cells display divisions that are robustly oriented along the animal-vegetal embryonic axis. Here, we use a combination of lipidomics, metabolic tracer analysis and quantitative image analysis to show that sphingolipids mediate spindle positioning during oriented division of epiblast cells. We identify the Wnt signaling as a regulator of sphingolipid synthesis that mediates the activity of serine palmitoyltransferase (SPT), the first and rate-limiting enzyme in sphingolipid production. Sphingolipids determine the palmitoylation state of the Anthrax receptor, which then positions the mitotic spindle of dividing epiblast cells. Our data show how Wnt signaling mediates sphingolipid-dependent oriented division and how sphingolipids determine Anthrax receptor palmitoylation, which ultimately controls the activation of Diaphanous to mediate spindle rotation and oriented mitosis.