部分的に重なる誘導経路は、分極神経芽細胞の前後軸に沿ってUNC-40/DCCの活性を集中させる

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Development.2019 09;146(18). dev180059. doi: 10.1242/dev.180059.Epub 2019-09-25.

部分的に重なる誘導経路は、分極神経芽細胞の前後軸に沿ってUNC-40/DCCの活性を集中させる

Partially overlapping guidance pathways focus the activity of UNC-40/DCC along the anteroposterior axis of polarizing neuroblasts.

Annabel Ebbing
Teije C Middelkoop
Marco C Betist
Eduard Bodewes
Hendrik C Korswagen

PMID: 31488562 DOI: 10.1242/dev.180059.

抄録

神経細胞と神経前駆細胞の方向性のある移動は、神経系の発達の中心的なプロセスです。線虫では、2つのQ神経芽細胞が分極し、前後体軸に沿って反対方向に移動します。Q細胞の分極を制御するいくつかの重要な因子が同定されており、その中にはMIG-21、DPY-19/DPY19L1、ネットリン受容体UNC-40/DCC、Fat様カドヘリンCDH-4、CDH-3/Fatなどが含まれています。これらの異なる膜貫通タンパク質がどのようにしてQ神経芽細胞の分極と移動を指示するために一緒に作用するかは、まだほとんど知られていません。ここでは、MIG-21とDPY-19、CDH-3とCDH-4、そしてUNC-40が、突出形成において部分的に冗長な役割を持つだけでなく、突出方向の調節においても別個の機能を持つ3つの異なる経路を定義していることを示しています。さらに、MIG-21、DPY-19、Fat-like cadherin経路が、分極Q神経芽細胞の前縁部におけるUNC-40の局在化とクラスタリングを制御していること、そしてこれがUNC-40リガンドであるUNC-6/netrinとMADD-4とは独立していることを示している。我々の結果は、UNC-40のリガンドに依存しない局在化のための新規なメカニズムについての洞察を提供するものである。

Directional migration of neurons and neuronal precursor cells is a central process in nervous system development. In the nematode , the two Q neuroblasts polarize and migrate in opposite directions along the anteroposterior body axis. Several key regulators of Q cell polarization have been identified, including MIG-21, DPY-19/DPY19L1, the netrin receptor UNC-40/DCC, the Fat-like cadherin CDH-4 and CDH-3/Fat, which we describe in this study. How these different transmembrane proteins act together to direct Q neuroblast polarization and migration is still largely unknown. Here, we demonstrate that MIG-21 and DPY-19, CDH-3 and CDH-4, and UNC-40 define three distinct pathways that have partially redundant roles in protrusion formation, but also separate functions in regulating protrusion direction. Moreover, we show that the MIG-21, DPY-19 and Fat-like cadherin pathways control the localization and clustering of UNC-40 at the leading edge of the polarizing Q neuroblast, and that this is independent of the UNC-40 ligands UNC-6/netrin and MADD-4. Our results provide insight into a novel mechanism for ligand-independent localization of UNC-40 that directs the activity of UNC-40 along the anteroposterior axis.