Regulation of actin assembly and depolymerization is important for the organization of epithelia. Recent studies have shown that the actin capping proteins are required to prevent cell extrusion and inappropriate activation of Yorkie (Yki) activity in Drosophila, implicating the importance of actin regulation for epithelial integrity and Yki-dependent tissue growth. However, the role of Twin star (Tsr), the Drosophila homolog for Cofilin/Actin Depolymerization Factor (ADF), in epithelial integrity and Hpo signaling is unknown. Here I demonstrate that reduction of Tsr by RNAi or mutant clones in wing imaginal disc induces not only F-actin accumulation but also ectopic expression of Yki and its transcriptional target gene expanded (ex). Consistent with Yki activation, reduced Tsr resulted in increased DNA synthesis detected by BrdU labelling. Reduced Tsr also led to downregulation of cell junction proteins and extrusion of affected cells from the basal part of the epithelium. Further, Rho GTPase 1 (Rho1) was upregulated in Tsr-depleted tissue, supporting the Tsr function in the inhibition of cell migration. Tsr is also required for blocking cell death and JNK signaling. Thus, reduced Tsr affects wing disc by cell death-dependent and -independent ways. Remarkably, the invasiveness of Tsr-depleted cells is enhanced by inhibiting cell death. Taken together, my data suggest that Tsr is required for the suppression of Yki signaling for cell proliferation and for the maintenance of epithelial integrity. This study provides an insight into potential roles of ADF/Cofilin in invasive cell migration and tumor suppression in higher animals.
Actin 단백질 가닥으로 이루어진 세포골격의 조절은 세포의 생장, 소멸 및 상피구조의 보존에 중요한 역할을 한다. 초파리 모델동물을 이용한 최근의 연구결과에서, Actin 가닥의 생장에 억제적인 역할을 담당하는 단백질들이 진화적으로 보존된Yorkie (Yki) 신호전달계를 통해 상피구조의 무결성과 세포생장에 중요한 역할을 한다는 것이 알려졌다. 그러나Actin 가닥을 분해함으로써Actin 가닥 생장에 억제적 역할을 담당하는 단백질인 Cofilin/Actin Depolymerizing Factor의 경우엔 그와 같은 역할이 알려지지 않았다. 그래서 나는 초파리의 Cofilin 상동유전자인 Twinstar (Tsr)가 세포의 생장과 상피구조 무결성에 어떠한 역할을 하며 그 역할이 Yki 신호전달계 또는 그에 관련된 또 다른 신호전달계인 c-Jun kinase (JNK) 신호전달계를 통해 이루어지는지 알아보고자 초파리 유충의 날개 성충판 (imaginal wing disc)과 RNA 간섭 등을 이용해 실험을 진행하였다. RNA간섭이나 돌연변이 clone 제작을 통해 Tsr 발현량을 감소시켰을 때 나는 Yki뿐만 아니라 그 하류유전자인 Expanded (Ex), Wingless (Wg) 등의 전사/발현이 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 세포생장의 표지 또한 증가하는 것을 확인하였다. 또한 Tsr 발현량이 줄어든 세포들의 상피구조가 망가지고, 원래의 위치에서 벗어나 상피 기저 부분으로 이동하는 현상도 관찰하였다. 그러나 세포생장 표지 증가 및 상피구조의 결함이 직접적인 세포 생장 또는 침윤성 세포 이동으로 이어지진 않았으며, 이는 세포 사멸 표지자 및 JNK 신호전달계와 관련된 유전자들의 전사/발현량 변화를 관찰해 위 반응과 동시에 세포 사멸이 일어났기 때문이라고 확인했다. 그리고 세포 사멸을 억제하는 인자를 도입하면 상피기저의 침윤성 세포 이동과 세포 생장 표지자가 향상 및 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해 나는 Tsr이 상피구조 무결성과 세포 생장 및 사멸에 중요한 역할을 하며, 세포 사멸이 억제되는 특이환경에서 침윤성 세포 이동 및 과생장을 일으킬 수 있는 인자로 기능할 수 있다고 결론지었다.
