TULP3は、膜関連タンパク質ARL13BおよびINPP5Eを原発性繊毛に局在させるために必要です

一次繊毛は、脊椎動物細胞の毛様体膜タンパク質を介してシグナルを伝達するバイオセンサーとして知られています。繊毛膜には、膜貫通タンパク質と膜関連タンパク質が含まれています。TubbyファミリーのメンバーであるTubby-like Protein 3（TULP3）は、フラゲラー輸送A複合体（IFT-A）と相互作用し、膜貫通タンパク質の毛様体局在化に関与することが示されていますが、膜関連タンパク質の繊毛侵入は不明のままです。ここでは、繊毛膜関連タンパク質の局在化にTULP3が必要かどうかを判断するために、TULP3ノックアウト（KO）HTERT RPE-1（RPE1）細胞を生成および分析しました。免疫蛍光分析により、繊毛形成がTULP3-KO細胞でダウンレギュレートされ、膜関連タンパク質、ADP-リボシル化因子様13B（ARL13B）およびイノシトールポリフスホス酸-5-ホスファターゼE（INPP5E）がTulP3の原発性Ciliaに局在することに失敗したことが実証されました。-KOセル。TULP3-KO細胞におけるARL13BおよびINPP5Eの局在化におけるこれらの欠陥は、野生型TULP3の外因性発現によって救助されましたが、IFT-Aに結合する能力を欠いている変異TULP3の発現ではありませんでした。さらに、RPE1細胞に内因性発現が存在しないタビーファミリーの別のメンバーであるTUBタンパク質の発現は、TULP3-KO細胞におけるARL13BとINPP5Eの欠陥のある毛様体局在を救出し、TULP3とチューブの間に機能的な冗長性があることを示唆しています。。我々の発見は、TULP3が繊毛形成に関与し、IFT-Aへの結合を介して膜関連タンパク質を原発性繊毛に標的とすることを示しています。

The primary cilia are known as biosensors that transduce signals through the ciliary membrane proteins in vertebrate cells. The ciliary membrane contains transmembrane proteins and membrane-associated proteins. Tubby-like protein 3 (TULP3), a member of the tubby family, has been shown to interact with the intraflagellar transport-A complex (IFT-A) and to be involved in the ciliary localization of transmembrane proteins, although its role in the ciliary entry of membrane-associated proteins has remained unclear. Here, to determine whether TULP3 is required for the localization of ciliary membrane-associated proteins, we generated and analyzed TULP3-knockout (KO) hTERT RPE-1 (RPE1) cells. Immunofluorescence analysis demonstrated that ciliary formation was downregulated in TULP3-KO cells and that membrane-associated proteins, ADP-ribosylation factor-like 13B (ARL13B) and inositol polyphosphate-5-phosphatase E (INPP5E), failed to localize to primary cilia in TULP3-KO cells. These defects in the localization of ARL13B and INPP5E in TULP3-KO cells were rescued by the exogenous expression of wild-type TULP3, but not that of mutant TULP3 lacking the ability to bind IFT-A. In addition, the expression of TUB protein, another member of the tubby family whose endogenous expression is absent in RPE1 cells, also rescued the defective ciliary localization of ARL13B and INPP5E in TULP3-KO cells, suggesting that there is functional redundancy between TULP3 and TUB. Our findings indicate that TULP3 participates in ciliogenesis, and targets membrane-associated proteins to primary cilia via binding to IFT-A.