Dvl2相分离促进Wnt信号体的组装和破坏复合体的解体

Dishevelled phase separation promotes Wnt signalosome assembly and destruction complex disassembly.

作者信息Kexin Kang, Qiaoni Shi, Xu Wang, Ye-Guang Chen
PMID36342472
发布时间2022-12-05
DOI10.1083/jcb.202205069

实验完整度

包含体外相分离实验、细胞成像(GI-SIM/TIRF)、基因编辑敲除/敲入、体内功能验证(TopFlash报告基因)等多层级证据。

主要模型

HEK293T细胞 Dvl1/2/3敲除HEK293T细胞 Dvl2-mEGFP敲入HEK293T细胞 Axin1-tdTomato敲入HEK293T细胞

重点核对

Wnt3a刺激浓度和时长 Dvl2-mEGFP或Axin1-tdTomato敲入细胞系 PEG8000浓度及相分离诱导条件 蛋白浓度(如0.2 μM Dvl2、0.5 μM Axin1) FRAP参数(荧光恢复率)

摘要

Kang等人证明Dvl2发生相分离,并在Wnt刺激下快速积累到质膜。Dvl2相分离在Wnt受体信号体的组装和β-catenin破坏复合体的解体中起关键作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Wnt/β-catenin信号通路中,信号体与破坏复合体如何协调组装和拆卸?
核心机制
Dvl2通过IDR1介导液-液相分离,促进信号体的组装,并通过抑制Axin1的相分离来破坏β-catenin破坏复合体。
主要证据
体外和细胞内实验表明Dvl2突变体(dRE)丧失相分离能力,导致信号体组装受损和破坏复合体解体失败,TopFlash报告基因实验证明Dvl2相分离对Wnt信号激活至关重要。
研究意义
揭示Dvl2相分离在Wnt信号协调中的关键作用,为理解Wnt信号失调相关疾病提供新视角。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

检测内源Dvl2相分离

观察内源Dvl2是否形成液滴样凝聚体

生成Dvl2-mEGFP敲入HEK293T细胞,使用GI-SIM和FRAP分析内源Dvl2的分布和动力学。

2

体外验证Dvl2相分离

验证Dvl2是否具备液-液相分离特性

纯化MBP-Dvl2蛋白,加入PEG8000诱导相分离,观察液滴形成和融合。

3

鉴定Dvl2相分离关键区域

确定Dvl2中负责LLPS的氨基酸区域

构建Dvl2缺失突变体并转染Dvl1/2/3 KO细胞,观察puncta形成。

4

信号体组装的动态观察

实时追踪Wnt刺激下Dvl2和Axin1在质膜上的募集顺序

使用TIRF-SIM成像Dvl2-mEGFP和Axin1-tdTomato敲入细胞,记录Wnt3a处理后荧光强度变化。

5

验证Dvl2相分离对信号体组装的功能

确定Dvl2 LLPS是否对信号体组装必要

表达Dvl2-EGFP或Dvl2(dRE)-EGFP于KO细胞,用TIRF检测质膜puncta大小和数量。

6

检测Dvl2对Axin1相分离的影响

探究Dvl2是否调节Axin1的LLPS

共表达Dvl2或Dvl2(dRE)与Axin1-mCherry,观察puncta大小和数目;体外混合纯化蛋白进行LLPS实验。

7

评估Dvl2对破坏复合体功能的影响

验证Dvl2 LLPS是否能抑制β-catenin降解

体外磷酸化实验检测β-catenin磷酸化水平;TopFlash报告基因检测Wnt信号活性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Corning--
胎牛血清Gibco--
VigoFect转染试剂Vigorous Biotechnology--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
Dvl2抗体Cell Signaling Technology3216
Dvl1抗体Santa Cruz Technologysc-8025
Dvl3抗体Santa Cruz Technologysc-8027
β-catenin抗体Santa Cruz TechnologySC7963
CK1α抗体Abcamab108296
GSK3β抗体Cell Signaling Technology12456
磷酸化β-catenin (S45)抗体Cell Signaling Technology9564
磷酸化β-catenin (S33,37,T41)抗体Cell Signaling Technology2009
Axin1抗体Cell Signaling Technology2074
Flag抗体Bioss Antibodiesbsm-33346M
GFP抗体Santa Cruz Technologyscc8334
PX459质粒Addgene#48139
直链淀粉树脂NEB--
HiPrep 26/60 Sephacryl S-200 HR柱GE Healthcare17-1195-01
AKTA纯化系统GE Healthcare--
Alexa Fluor 488 NHS酯Thermo Fisher Scientific--
磺基花青素3马来酰亚胺Lumiprobe--
Alexa Fluor 647 NHS酯Thermo Fisher Scientific--
脱盐柱Thermo Fisher Scientific89882
VARIOSKAN FLASH酶标仪Thermo Fisher Scientific--
NIKON A1 HD25显微镜Nikon--
多色结构光照明显微系统NanoInsights--
ORCA-Fusion C14440-20UP相机HAMAMATSUC14440-20UP
Q-Exactive HF-X杂化四极杆-Orbitrap质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Thermo-Dionex Ultimate 3000高效液相色谱系统Thermo Fisher Scientific--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养与基因编辑
HEK293T细胞来源、培养基成分、Dvl1/2/3 KO及Dvl2-mEGFP敲入细胞系构建方法
阅读提示:Materials and methods: Cell culture, Gene editing
体外相分离实验
Dvl2蛋白浓度、盐浓度、PEG8000浓度
阅读提示:Materials and methods: In vitro phase separation assay
TIRF成像
Wnt3a浓度和处理时间、成像时间间隔
阅读提示:Materials and methods: GI-SIM/TIRF-SIM imaging, Figure legends
FRAP分析
荧光标记浓度、光漂白区域和恢复率
阅读提示:Materials and methods: FRAP analysis
TopFlash报告基因实验
转染量、Wnt3a处理时间、检测时间
阅读提示:Materials and methods: Reporter assays, Figure 4E legend