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 "당뇨병 합병증 치료단백질 개발!" - 고규영교수팀 과사무실 2006.03.14 13846
431 "어, 해독제가 항생제로 바뀌네" - 김학성 교수팀 단백질 설계기술 개발 과사무실 2006.02.06 13733
430 '마크로젠 과학자상'에 카이스트 김진우 교수 선정 생명과학과 2017.09.12 15977
429 1단계 BK21사업 성과보고대회 - 우수사업단 선정 및 부총리 표창 과사무실 2005.12.19 11254
428 2005학년도 석림학술장학재단 장학생 - 이영석 박사과정 학생 선정 과사무실 2005.12.29 12230
427 2007년 국가지정 연구실 선정.. 최길주 교수 연구실 과사무실 2007.07.20 12641
426 2008년 개교 37주년 기념 우수교원 포상 과사무실 2008.02.14 12122
425 2008년도 자연과학대학 우수 강의 교원 및 우수 직원 포상 과사무실 2008.04.29 12780
424 2009년 개교 38주년 기념 우수교원 포상 과사무실 2009.02.17 11310
423 2010년 개교 39주년 기념 우수교원 포상 과사무실 2010.02.11 11444
422 2011년 개교 40주년 기념 우수교원 포상 과사무실 2011.02.11 10991
421 2012년 개교 41주년 기념 우수교원 포상 과사무실 2012.02.10 10652
420 2014년 개교 43주년기념 우수교원 포상 과사무실 2014.02.14 11373
419 2015년 KAIST 대표 R&D 연구성과 10선 선정 / Announcement of KAIST's Top 10 Research Accomplishments of 2015 생명과학과 2016.03.07 10973
418 2020 Spring KAIST Compass 생명과학과 2020.05.07 2879
417 2020년 우수논문상 file 생명과학과 2020.04.03 3874
416 2021 Agrwal Award 시상식이 9월 9일(목) 오후 4시_이준혁 학생(정원석 교수) file 생명과학과 2021.09.06 616
415 2021 대성해강미생물포럼_좌장 조병관 교수, 연사 김대수 교수_21.09.28(화) 13:00~ file 생명과학과 2021.09.13 562
414 2단계 BK21 1차년도 연차평가결과 -생물분야 1위! 과사무실 2007.10.09 12097
413 2단계 BK21 <b>2년 연속 생물분야 1위!</b> 과사무실 2008.09.10 11360
Board Pagination Prev 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... 22 Next
/ 22