細胞質ダイニンの繊毛細胞内基底体の平面分極における機能

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iScience.2020 Jun;23(6):101213. S2589-0042(20)30398-9. doi: 10.1016/j.isci.2020.101213.Epub 2020-06-01.

細胞質ダイニンの繊毛細胞内基底体の平面分極における機能

Cytoplasmic Dynein Functions in Planar Polarization of Basal Bodies within Ciliated Cells.

Maki Takagishi
Nobutoshi Esaki
Kunihiko Takahashi
Masahide Takahashi

PMID: 32535020 PMCID: PMC7300155. DOI: 10.1016/j.isci.2020.101213.

抄録

組織配向における平面細胞極性（PCP）タンパク質の重要性については共通のコンセンサスがあるにもかかわらず、個々の細胞内での細胞骨格の平面分極を促進するためにPCPタンパク質が使用するメカニズムについてはほとんど知られていない。PCPタンパク質の1つであるFzd6は、脳脊髄液の流れに接する側の側室（LV）壁を覆う多繊毛上衣細胞の先端細胞膜に非対称的に局在している。個々の上衣細胞は平面偏光微小管を有しており、毛様体基底体（BB）とFzd側の細胞皮質を接続して繊毛の配向を調整している。ここでは、細胞質ダイニンが微小管ダイナミクスを制御するアダプタータンパク質Dapleを介してFzd側の細胞皮質に固定されていることを報告する。細胞質ダイニンの非対称な局在化は、BBに接続された動的な微小管に引っ張る力を発生させ、その結果、BBはFzd側に向けて方向付けられる。これは、LV壁上での繊毛の配向を調整するために必要である。

Despite common consensus about the importance of planar cell polarity (PCP) proteins in tissue orientation, little is known about the mechanisms used by PCP proteins to promote planar polarization of cytoskeletons within individual cells. One PCP protein Fzd6 asymmetrically localizes to the apical cell membrane of multi-ciliated ependymal cells lining the lateral ventricular (LV) wall on the side that contacts cerebrospinal fluid flow. Individual ependymal cells have planar polarized microtubules that connect ciliary basal bodies (BBs) with the cell cortex of the Fzd side to coordinate cilia orientation. Here, we report that cytoplasmic dynein is anchored to the cell cortex of the Fzd side via an adapter protein Daple that regulates microtubule dynamics. Asymmetric localization of cortical dynein generates a pulling force on dynamic microtubules connected to BBs, which in turn orients BBs toward the Fzd side. This is required for coordinated cilia orientation on the LV wall.