Mechanism of the adaptation mechanism of cell to mechanical stimuli by Solo, a RhoGEF, and keratin networks

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03248
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Ohashi Kazumasa 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (10312539)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アクチン骨格 / RhoGEF / Rho / メカノバイオロジー / 中間径フィラメント / ケラチン繊維 / Solo / 上皮細胞

Outline of Final Research Achievements

Our research aimed to elucidate the mechanism of adaptation of epithelial cells to mechanical forces through reorganization of the actin cytoskeleton and intermediate filaments by Solo, a RhoGEF. We found that Solo translocates cell-cell adhesion sites where a tensile force is subjected. This result suggests that Solo contributes to the generation of tensile forces at cell-cell adhesion sites in the collective migrating cells. Proteomic analysis of Solo revealed that PDZ-RhoGEF binds to Solo and Solo regulates the intercellular localization of PDZ-RhoGEF. These results suggest that Solo and PDZ-RhoGEF function as a signaling cascade in mechanotransduction.

Free Research Field

分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

私たちの体を構成する組織の多くの部分は、細胞同士が接着した層構造で形成されている。その状態を維持するためには、細胞同士が適切な力で引っ張り合い、また、細胞が壊れない強度になることが必要である。本研究は、細胞が隣の細胞に引っ張られたときに、Soloという細胞内のアクチン骨格を制御する蛋白質がケラチン繊維網を介して引っ張り返すという働きをすることを発見した。また、Solo蛋白質がPDZ-RhoGEFという蛋白質を活性化して働くことを発見した。これらの分子機構は、組織の丈夫さを維持する働きと関係することが考えられ、様々な疾患の悪性化などに関連すると考えられる。