14.15: Voie de signalisation non canonique Wnt

Non-Canonical Wnt Signaling Pathways
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Non-Canonical Wnt Signaling Pathways

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01:41 min
April 30, 2023

Overview

Wnt is a zygotic effect gene that is expressed during very early embryonic development. It regulates various processes in animals starting from early development through the adult stage, such as organogenesis in the embryo and maintenance of neuronal and blood stem cells. Wnt proteins can induce a wide variety of intracellular pathways depending upon the specific abilities of different Wnt ligands to form a complex with shared and cognate receptors in the presence of different co-receptors. The non-canonical Wnt pathways, also known as β-catenin independent pathways, are diverse and less characterized than the canonical Wnt/β-catenin dependent signaling pathway.

Planar-cell polarity pathway

The Wnt-Frizzled PCP signaling pathway was initially discovered through genetic studies in Drosophila. But it has also been found to be functional in vertebrates, where it is required in many developmental processes that need directional information, such as the development of skin, the orientation of body hair, the polarization of cells in the oviduct and respiratory tract, etc. However, the regulation of the PCP pathway is conserved from Drosophila to mammals.

The individual cell polarity is established by the segregation of the PCP protein complexes on the opposite sides of each cell. In contrast, the PCP complexes present on the same side of the membrane but on adjacent cells stabilize each other. This is essential for propagating and establishing the same spatial symmetry from cell to cell.

Wnt/Ca2+ signaling pathway

Amongst the 19 Wnt genes present in vertebrates, Wnt5a is a 'classical' non-canonical Wnt signal transducer that activates the calcium signaling pathway in the presence of a suitable receptor of the Frizzled family. However, Wnt5a can also bind to other membrane-bound receptors such as Ror1/2 of the tyrosine kinase family to activate the Ca2+/CaMKII pathway in the cell.

Transcript

Il existe 19 protéines Wnt différentes présentes chez l’homme qui peuvent réguler les gènes par trois voies différentes.

Dans ces trois voies, la signalisation dans les cellules cibles est médiée par des récepteurs transmembranaires appelés récepteurs Frizzled – ainsi que par des corécepteurs tels que les protéines liées aux lipoprotéines de basse densité, ou LRP.

La protéine Wnt se lie à ces protéines pour former un complexe de corécepteurs Wnt-Frizzled.

Mais à ce stade, les trois voies divergent.

Les voies Wnt non canoniques sont toutes deux indépendantes de la bêta-caténine.

La deuxième voie Wnt, connue sous le nom de voie de polarité cellulaire planaire, est facilitée par la famille Rho ou Rac des GTPases.

À l’aide de protéines échevelées, ils modulent l’activité de Rho et de JNK, qui sont tous deux impliqués dans la coordination de la polarisation cellulaire et de la migration au cours du développement embryonnaire.

Enfin, dans la voie Wnt-Calcium, l’interaction du complexe corécepteur Wnt-Frizzled avec la protéine échevelée transmet le signal à la phospholipase C qui à son tour conduit à la libération d’ions calcium intracellulaires du réticulum endoplasmique.

L’équilibre correct des niveaux de calcium dans les cellules est essentiel et toute mutation affectant la régulation des niveaux de calcium peut affecter de multiples fonctions chez les animaux, y compris le développement d’un cœur et d’un tissu musculaire prénataux sains.

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