キネシン様タンパク質Pavarottiは、アクチンダイナミクスを調節するために非カノン的に機能する

The kinesin-like protein Pavarotti functions noncanonically to regulate actin dynamics.

• Mitsutoshi Nakamura
• Jeffrey M Verboon
• Clara L Prentiss
• Susan M Parkhurst

抄録

ショウジョウバエMKLP1のオルソログであるパバロッティは、タンブルウィード(MgcRacGAP)と協働してcentralspindlin複合体として働くキネシン様タンパク質である。この複合体はサイトカインシスに不可欠であり、RhoGEF Pebbleを活性化することで細胞分裂の赤道にある収縮性のアクトミオシン環を組織化するのに役立つ。また、アクトミオシン環は、細胞の創傷修復の際の原動力としても機能する。我々は以前、タンブルウィードとペブルが細胞創傷修復過程に必要であることを示した。ここでは、Pavarottiも創傷修復中に機能することを示し、Pavarotti、Tumbleweed、Pebbleがこの細胞修復中に利用される一方で、それぞれがユニークな局在パターンとノックダウン表現型を持ち、centralspindlinに依存しない機能を示すことを確認した。驚くべきことに、我々は、古典的に微小管に関連するパバロッティがインビトロおよびインビボでアクチンに直接結合し、アクチンのダイナミクスを直接調節する非定型的な役割を持っていることを発見した。最後に、パバロッティによるこのアクチン制御は、細胞の創傷修復に特異的なものではなく、正常な発生にも利用されていることを明らかにした。

Pavarotti, the Drosophila MKLP1 orthologue, is a kinesin-like protein that works with Tumbleweed (MgcRacGAP) as the centralspindlin complex. This complex is essential for cytokinesis, where it helps to organize the contractile actomyosin ring at the equator of dividing cells by activating the RhoGEF Pebble. Actomyosin rings also function as the driving force during cell wound repair. We previously showed that Tumbleweed and Pebble are required for the cell wound repair process. Here, we show that Pavarotti also functions during wound repair and confirm that while Pavarotti, Tumbleweed, and Pebble are all used during this cellular repair, each has a unique localization pattern and knockdown phenotype, demonstrating centralspindlin-independent functions. Surprisingly, we find that the classically microtubule-associated Pavarotti binds directly to actin in vitro and in vivo and has a noncanonical role directly regulating actin dynamics. Finally, we demonstrate that this actin regulation by Pavarotti is not specific to cellular wound repair but is also used in normal development.

© 2020 Nakamura et al.