Wg/Wnt as a signaling protein binds to Frizzled (Fz) and Arrow (Arr), two Wg co-receptors essential for Wg signaling, for cell proliferation, differentiation and cell survival. Arr has a long extracellular region, a single transmembrane domain and an intracellular region. Here, we report that a new arrm7 mutant is identified in a genetic screen as a suppressor of lethality induced by overexpression of Sol narae (Sona), a secreted metalloprotease in ADAMTS family involved in Wg signaling. arrm7 allele has a premature stop codon, which encodes Arrm7 protein missing the intracellular region. arrm7 clones show cell death phenotype and overexpression of Arrm7 protein also induces cell death. Levels of extracellular Sona were decreased in both arrm7 and arr2 null clones, demonstrating that Arr increases the level of extracellular Sona. Indeed, Arr but not Arrm7 increased levels of Sona in cytoplasm and exosome fraction by inhibiting the lysosomal degradation pathway. Interestingly, Arr itself was identified in the exosome fraction, demonstrating that Arr is secreted to extracellular space. When Sona-expressing S2 cells were treated with exosomal Arr, the extracellular level of active Sona was increased. These results show that exosomal Arr dictates Sona-expressing cells to increase the level of extracellular Sona. This new function of Arr occurred in the absence of Wg because S2 cells do not express Wg. We propose that Arr plays two distinct roles, one as an exosomal protein to increase the level of extracellular Sona in a Wnt-independent manner and the other as a Wg co-receptor in a Wnt-dependent manner.
신호전달 단백질인 Wg/Wnt는 Wg 신호전달에 필수적인 2개의 Wg 공동 수용체인 Fizzled (Fz) 와 Arrow (Arr)에 결합하여 세포 증식, 분화 및 생존을 초래한다. Arr는 긴 세포 외 영역, 1개의 막 관통 영역 및 세포 내 영역으로 이루어졌다. Sol narae (Sona)는 Wg 신호전달에 포함되면서 ADAMTS 단백질 그룹에 속하는 분비물인 metalloprotease이며, 이를 과발현시켜 유도된 치사를 억제하는 억제제로서 유전적 스크린을 통해 새로운 arrm7 돌연변이를 발견하였다. arrm7 유전자는 조기 정지 코돈을 가지고 있어, 세포 내 영역이 없는 Arrm7 단백질을 코딩한다. arrm7 클론은 세포 사멸 표현형을 나타내고, Arrm7 단백질 과발현 또한 세포 사멸을 유도한다. 세포 외 Sona의 수준은 arrm7 과 arr2 무형질 클론 둘 모두에서 감소하였는데, 이는 Arr가 세포 외 Sona를 증가시킨다는 것을 입증한다. 실제로, Arrm7이 아닌 Arr가 리소좀 분해 경로를 억제함으로써 세포질과 세포 외에 있는 Sona를 증가시켰다. 흥미롭게도, Arr 자체가 엑소좀 분획에서 확인되어, Arr가 세포 외 공간으로 분비됨을 보여준다. Sona를 발현하는 S2 세포에 Arr를 포함한 엑소좀이 처리될 때, 세포 외에서 활성 Sona가 증가되었다. 이러한 결과는 엑소좀으로 분비된 Arr가 세포 외 Sona를 증가시키도록 Sona를 발현하는 세포에 작용한다는 것을 보여준다. S2 세포는 Wg를 발현하지 않기 때문에, 이러한 Arr의 새로운 기능은 Wg가 없는 상태에서 작용한 것이다. 그러므로 Arr는 엑소좀 단백질로서 Wnt에 독립적인 방식으로 세포 외 Sona를 증가시키며, Wnt와 관련된 방식으로 Wg 공동 수용체의 두 가지 역할을 한다.
