14.15:

14.15: מסלולי איתות Wnt לא קנוניים

Non-Canonical Wnt Signaling Pathways

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Non-Canonical Wnt Signaling Pathways

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

14.14: Enzyme-linked Receptors

7,279 Views

•

01:41 min

•

April 30, 2023

Overview

Wnt הוא גן אפקט זיגוטי המתבטא במהלך התפתחות עוברית מוקדמת מאוד. הוא מסדיר תהליכים שונים בבעלי חיים החל מההתפתחות המוקדמת ועד לשלב הבוגר, כגון אורגנוגנזה בעובר ותחזוקה של תאי גזע עצביים ודם. חלבוני Wnt יכולים לגרום למגוון רחב של מסלולים תוך-תאיים בהתאם ליכולות הספציפיות של ליגנדות Wnt שונות ליצור קומפלקס עם קולטנים משותפים וקוגנטיים בנוכחות קולטנים משותפים שונים. מסלולי Wnt הלא-קנוניים, הידועים גם כמסלולים עצמאיים β-catenin, הם מגוונים ומאופיינים פחות ממסלול האיתות התלוי Wnt/β-catenin הקנוני.

מסלול קוטביות התא המישורי

מסלול איתות ה-PCP Wnt-Frizzled התגלה לראשונה באמצעות מחקרים גנטיים בדרוזופילה. אך נמצא כי הוא מתפקד גם אצל בעלי חוליות, שם הוא נדרש בתהליכים התפתחותיים רבים הזקוקים למידע כיווני, כגון התפתחות העור, כיוון שיער הגוף, קיטוב התאים באובידוקט ובדרכי הנשימה ועוד. עם זאת, הרגולציה של מסלול PCP נשמרת מ Drosophila ליונקים.

קוטביות התא הבודד נקבעת על ידי הפרדה של מתחמי חלבון PCP בצדדים המנוגדים של כל תא. לעומת זאת, מתחמי PCP הנמצאים באותו צד של הממברנה אך על תאים סמוכים מייצבים זה את זה. זה חיוני כדי להפיץ ולבסס את אותה סימטריה מרחבית מתא לתא.

מסלול איתות Wnt/Ca²⁺

בין 19 הגנים של Wnt הנמצאים בבעלי חוליות, Wnt5a הוא מתמר אות Wnt לא קנוני “קלאסי” המפעיל את מסלול איתות הסידן בנוכחות קולטן מתאים ממשפחת הפריזלים. עם זאת, Wnt5a יכול גם להיקשר לקולטנים אחרים הקשורים לקרום כגון Ror1/2 ממשפחת הטירוזין קינאז כדי להפעיל את מסלול Ca²⁺/CaMKII בתא.

Transcript

ישנם 19 חלבוני Wnt שונים הקיימים בבני אדם שיכולים לווסת גנים באמצעות שלושה מסלולים שונים.

בכל שלושת המסלולים הללו, האיתות בתאי המטרה מתווך באמצעות קולטנים טרנסממברנליים הנקראים קולטנים מקורזלים – כמו גם קולטנים כגון חלבונים הקשורים לליפופרוטאינים בצפיפות נמוכה, או LRPs.

חלבון Wnt נקשר לחלבונים אלה ויוצר קומפלקס קולטני Wnt-Frizzled-coreceptor.

אבל בנקודה זו, שלושת המסלולים מתפצלים.

מסלולי Wnt שאינם קנוניים שניהם עצמאיים מבטא-קטנין.

מסלול Wnt השני, המכונה מסלול קוטביות התא המישורי, מנוהל על ידי משפחת GTPases Rho או Rac.

בעזרת חלבונים מפורקים, הם מווסתים את הפעילות של Rho ו- JNK אשר שניהם מעורבים בתיאום קיטוב התא ונדידת במהלך התפתחות העובר.

לבסוף, במסלול Wnt-Calcium, האינטראקציה של קומפלקס Wnt-Frizzled-coreceptor עם החלבון disheveled מעבירה את האות phospholipase C אשר בתורו מוביל לשחרור של יוני סידן תוך תאיים מן הרשתית האנדופלסמית.

איזון נכון של רמות הסידן בתאים הוא קריטי וכל מוטציה המשפיעה על ויסות רמות הסידן יכולה להשפיע על תפקודים רבים בבעלי חיים – כולל התפתחות של לב בריא לפני הלידה ורקמת שרירים.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for

Tags

איתות Wnt לא קנוני Wnt Wnt-Frizzled קוטביות תאים מישורית (PCP) איתות Wnt/Ca2+ Wnt5a מקורזל Ror1/2 CaMKII אפקט זיגוטי אורגנוגנזה תאי גזע מסלולים תוך תאיים דרוזופילה בעלי חוליות קוטביות התא