KAIST 생명과학과동창회
  • News & Events
  • News

News

PLEKHG3 enhances polarized cell migration by activating actin filaments at the cell front

Trang Thi Thu Nguyen, Wei Sun Park, Byung Ouk Park, Cha Yeon Kim, Yohan Oh, Jin Man Kim, Hana Choi, Taeyoon Kyung, Cheol-Hee Kim, Gabsang Lee, Klaus M. Hahn, Tobias Meyer, and Won Do Heo#

 

Abstract

Cells migrate by directing Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 (Rac1) and cell division control protein 42 (Cdc42) activities and by polymerizing actin toward the leading edge of the cell. Previous studies have proposed that this polarization process requires a local positive feedback in the leading edge involving Rac small GTPase and actin polymerization with PI3K likely playing a coordinating role. Here, we show that the pleckstrin homology and RhoGEF domain containing G3 (PLEKHG3) is a PI3K-regulated Rho guanine nucleotide exchange factor (RhoGEF) for Rac1 and Cdc42 that selectively binds to newly polymerized actin at the leading edge of migrating fibroblasts. Optogenetic inactivation of PLEKHG3 showed that PLEKHG3 is indispensable both for inducing and for maintaining cell polarity. By selectively binding to newly polymerized actin, PLEKHG3 promotes local Rac1/Cdc42 activation to induce more local actin polymerization, which in turn promotes the recruitment of more PLEKHG3 to induce and maintain cell front. Thus, autocatalytic reinforcement of PLEKHG3 localization to the leading edge of the cell provides a molecular basis for the proposed positive feedback loop that is required for cell polarization and directed migration.

 

Significance

Polarized cell migration plays a pivotal role in the development and repair of tissues. PI3K, RhoGTPases, and actin filaments are known to be involved in a positive feedback loop that induces and maintains cell polarity. Here, we show that the pleckstrin homology and RhoGEF domain containing G3 (PLEKHG3) selectively binds to newly polymerized actin and that this interaction exerts a positive regulatory effect on PLEKHG3 activity that enhances and sustains the cell front. A lack of PLEKHG3 ablates cell polarity, resulting in a decrease in cell migration. These findings provide the missing link that explains how Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 (Rac1) and actin polymerization are coupled by a positive feedback loop to ensure the stability of cell polarity.


List of Articles
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
432 [전상용 교수님] 비알콜성 지방간염은 이제 MRI로 진단하세요 생명과학과 2024.04.02 57
431 [정인경 교수님] 제17회 아산의학상 젊은의학자 부문 수상 생명과학과 2024.03.22 89
430 [정현정 교수님] 암세포만 골라 유전자 교정 치료하는 신약 개발​ 생명과학과 2024.04.08 89
429 [허원도 교수님] 한국과학기술한림원 2024년도 정회원 선출 생명과학과 2023.12.04 116
428 [유슬기(양한슬 교수님 연구실)] 제4회 'POSTECH SF 어워드', KAIST 유슬기 씨 당선 생명과학과 2024.02.27 184
427 [정인경 교수님] 인공지능 기반 대장암 3차원 게놈 지도 최초 해독​ 생명과학과 2023.07.25 189
426 [허원도 교수님] RNA 유전자 가위 정밀제어기술로 유전자 치료 성큼​ 생명과학과 2024.02.14 214
425 [김학성 교수님] 알츠하이머 조기 진단하는 센서단백질 디자인하다​ 생명과학과 2023.12.08 222
424 [강석조 교수님] DNA 인식 선천면역인자의 방호패치 발견​ 생명과학과 2023.12.05 228
423 [허원도 교수님] 기억하고 인지하는 과정을 실시간 관찰하다 생명과학과 2024.01.10 229
422 [김학성 명예교수님] 2023 효소공학상(Enzyme Engineering Award) 수상​ 생명과학과 2023.08.24 237
421 [김윤기, 조원기 교수님] 비정상 단백질 처리에 관여하는 새로운 인자 발견 생명과학과 2023.10.12 261
420 [전상용 교수님] 탄수화물 나노입자로 염증성 장 질환 치료하다​ 생명과학과 2023.08.02 272
419 [이승재 교수님] 생체 에너지 발전소 부산물로 병원균 감염 제어​ 생명과학과 2023.07.11 277
418 [김찬혁 교수님] 6월 ‘이달의 과학기술인상’ 수상 생명과학과 2023.06.08 278
417 [김상규 교수님] 생명과학과의 낭만과학자 Eco Lab 대표 김사부(KAIST 유튜브) 생명과학과 2023.12.12 285
416 [김윤기 교수님] 저용량 고효율 RNA백신 개발 가능해지다​ 생명과학과 2023.10.24 288
415 [조병관 교수님 연구실] 2022년 안전관리 우수연구실 선정 file 생명과학과 2023.01.27 291
414 [김재경 교수님] 포스코 사이언스 펠로십 선정​ 생명과학과 2023.10.18 293
413 [정원석 교수님] 아동 학대로 인한 정신질환 발병 원인 최초 규명​ 생명과학과 2023.08.01 294
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 22 Next
/ 22