다양한 ECM 조건하에서의 세포막 미세영역 부위 국소접착인산화효소 활성의 단일세포 이미징 기반 분석 (Single-Cell-Imaging-Based Analysis of Focal Adhesion Kinase Activity in Plasma Membrane Microdomains Under a Diverse Composition of Extracellular Matrix Proteins)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 32권 / 2호 / 148 ~ 154페이지
· 저자명 : 최규호, 장윤관, 서정수, 김헌수, 안상현, 한기석, 김은혜, 김태진

초록

국소접착인산화효소(FAK)는 국소접착부에서 세포부착, 세포이동, 세포역학적 신호전달 등에 관여한다고 알려져 있다. 그러나 세포 외 기질(ECM)과 상호작용하는 인테그린 막단백질과 함께 위치하는 세포막 미세영역(membrane microdomain)의 종류와 ECM 구성에 따른 FAK 활성은 여전히 불분명하다. 형광 공명 에너지 전달(FRET)을 기반으로 유전적으로 인코딩 된 바이오센서는 세포 내 FAK 신호를 높은 시공간 해상도로 제공할 수 있다. 본 연구에서는 유리, 제1형 콜라겐, 피브로넥틴, 라미닌의 ECM 조건에서 FRET 기반 막 표적 FAK 바이오센서를 사용하여 지질유동섬(Lipid raft) 및 비-지질유동섬(non-Lipid raft)에서 FAK의 활성을 분석하고 시각화 하였다. 흥미롭게도, 지질유동섬에서 라미닌 조건 하의 FAK 활성은 다른 ECM 조건보다 낮았고, 비-지질유동섬에서 FAK 활성은 다른 ECM 조건보다 낮았다. 동일한 ECM 조건 상의 비교에서는 피브로넥틴 조건일 때 지질유동섬에서 비-지질유동섬 보다 높은 FAK 활성이 관측되었다. 따라서 이번 연구는 FAK 활성도가 ECM 유형 및 세포막 미세영역에 따라 특이적으로 조절되는 것을 시각적, 정량적으로 보여준다.

영어초록

Focal adhesion kinase (FAK) is known to regulate cell adhesion, migration, and mechanotransduction in focal adhesions (FAs). However, studies on how FAK activity is regulated in the plasma membrane microdomains according to the composition of extracellular matrix (ECM) proteins are still lacking. A genetically encoded fluorescence resonance energy transfer (FRET)-based biosensor can provide useful information on the activity of intracellular signals with high spatiotemporal resolution. In this study, we analyzed the FAK activities in lipid raft (detergent-resistant membrane) and non-lipid raft (non-detergent-resistant membrane) microdomains using FRET-based membrane targeting FAK biosensors (FAK-Lyn and FAK-KRas biosensors) under four different ECM protein compositions: glass, type 1 collagen, fibronectin, and laminin. Interestingly, FAK activity in response to laminin in a lipid raft microdomain was lower than that in other ECM conditions. Cells subjected to fibronectin showed higher FAK activity in a lipid raft microdomain than that in a non-lipid raft microdomain. Therefore, this study demonstrates that the FAK activity can be distinctively regulated according to the ECM type and the environment of the plasma membrane microdomains.

참고자료

· 없음