The function of PTK7 during Xenopus neural crest migration

Abstract

PTK7 ist ein neuer Bestandteil des Signalwegs der planaren Zellpolarität (PCP), welcher die Polarität der Innenohrhaarzellen und den Neuralrohrschluss reguliert. Der Signalmechanismus jedoch ist weitgehend unbekannt. In Xenopus wird PTK7 im Neuralrohr sowie in den Neuralleistenzellen exprimiert, was eine Funktion in der Regulation morphogenetischer Bewegungen anzeigt. Für den Neuralrohrschluss ist dieses bereits demonstriert worden, doch die Rolle von PTK7 bei der Migration der Neuralleistenzellen ist unklar. Das Ziel dieser Doktorarbeit war es, zu analysieren, ob PTK7 die Neuralleistenzellmigration beeinflusst und wie dieses mit dem PCP-Signalweg in Verbindung steht, um Zellbewegungen zu regulieren. Die Untersuchung von Protein Ko-lokalisationen in ektodermalen Explantaten von Xenopus Embryonen hat gezeigt, dass dsh durch PTK7 zur Plasmamembran transloziert wird. Durch Ko-Immuno- präzipitationsexperimente konnte weiterhin gezeigt werden, dass PTK7 ein Bestandteil des fz7-dsh Komplexes ist, der für die fz7-abhängige dsh Membranrekrutierung und Phosphorylierung notwendig ist. Da unsere Daten zeigten, dass die PTK7-dsh Interaktion nicht direkt ist, wurde eine Tandem-Massenspektrometrie Analyse durchgeführt, um neue Bindungspartner von PTK7 zu identifizieren. Als Bindungspartner von PTK7 wurde receptor of activated PKC 1 (RACK1) identifiziert. RACK1 hat ein ähnliches Expressionsmuster wie PTK7 und in Immuno-präzipitationsexperimenten wurde eine Bindung von RACK1 und PTK7 gezeigt. Der Funktionsverlust von RACK1 führt ebenso wie der von PTK7 zu Defekten beim Neuralrohrschluss. In den gleichen Experimenten wurde außerdem gezeigt, dass RACK1 für die durch PTK7 vermittelte dsh Lokalisierung benötigt wird. Die Analyse der Protein-Protein-Interaktionen sowie Ko-Lokalisationsstudien zeigten, dass RACK1 mit PKCδ1 interagiert und der PKCδ1-RACK1 Komplex die PTK7-abhängige dsh Membranrekrutierung vermittelt. Der Funktionsverlust von PTK7 demonstriert, dass dieses Protein für die Neuralleistenzellmigration erforderli ch ist. Durch die Expression des kompletten PTK7 Proteins sowie von Deletionsmutanten unter der Kontrolle des neuralleistenzellspezifischen Slug-Promotors, konnte gezeigt werden, dass PTK7 speziell in migrierenden Neuralleistenzellen benötigt wird. Eine genetische Interaktion von PTK7 mit dsh zur Regulation von Neuralleistenzellmigration wurde gezeigt.