Rab35 GTPase將細胞分裂與引發上皮細胞頂面-底側極性及管腔形成作用相連接

論文：Klinkert, K., Rocancourt, M., Houdusse, A., & Echard, A. (2016). Rab35 GTPase couples cell division with initiation of epithelial apico-basal polarity and lumen opening. Nature communications, 7.

報告者：陳佳文                           時間：14:00~15:00, May 03, 2017

講評老師：王仰高老師               地點：Room 601

摘要：

許多上皮器官是由圍繞並頂端腔面對中心的極化單層細胞所組成。本篇使用可卡犬的腎臟細胞(MDCK)¹做為實驗材料，MDCK被廣泛應用於研究上皮器官，因為其具有清楚的頂面-底側極性、明確的細胞接合點以及生長速率快速等優點，並且使用共軛焦顯微鏡可以觀察到在2D或3D細胞培養的MDCK細胞有極化的現象。作者從先前文獻中確定Rab35是一種獨特的small GTPase，其存在於細胞分裂的切割位點中，並在HeLa cell中發現其有促進細胞與細胞之間的細胞質脫落的作用²。目前已知上皮組織的頂面-底側極性的建立和維持與細胞分裂有緊密的關聯，但其分子機制尚不清楚。在本研究中，透過使用MDCK細胞的3D培養物（囊胞），作者發現Podocalyxin（PODXL，一種頂膜跨膜蛋白）是真正與Rab35相互作用的蛋白，並表示Rab35可能在囊胞發育的早期階段發揮關鍵作用。他們研究了Rab35對頂面-底側極性建立和PODXL-dependent的管腔形成作用中所扮演的角色，並發現Rab35的缺失會導致囊胞中頂面-底側極性的完全反轉。透過使用不能與Rab35相互作用的PODXL突變體，他們也發現在Rab35缺失造成的極性反轉是發生在囊胞發育的初始階段中。此外，作者發現透過與PODXL的cytoplasmic tail物理相互作用，發現GTP-bound Rab35會繫住具有頂膜marker（如：PODXL、 Crumbs3等）的細胞內小泡。最後，作者分析了delocalizing 的Rab35在線粒體中囊胞形成的結果。他們發現，在線粒體中delocalizing的GTP-bound Rab35讓來自plasma membrane 的PODXL-positive小泡發生移位，其阻止頂膜起始位點（AMIS）形成和頂面-底側極性建立。總之，作者發現了一種新穎的、非傳統的Rab-dependent vesicle targeting模式，其引發囊胞中心的頂面-底側極性及管腔形成。

參考資料：

1     Gaush, C. R., Hard, W. L. & Smith, T. F. Characterization of an established line of canine kidney cells (MDCK). Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 122, 931-935 (1966).

2     Kouranti, I., Sachse, M., Arouche, N., Goud, B. & Echard, A. Rab35 regulates an endocytic recycling pathway essential for the terminal steps of cytokinesis. Curr. Biol. 16, 1719-1725, doi:10.1016/j.cub.2006.07.020 (2006).