Analysis of microtubule movement on isolated Xenopus egg cortices provides evidence that the cortical rotation involves dynein as well as Kinesin Related Proteins and is regulated by local microtubule polymerisation

AbstractIn amphibians, the cortical rotation, a translocation of the egg cortex relative to the cytoplasm, specifies the dorsoventral axis. The cortical rotation involves an array of subcortical microtubules whose alignment is mediated by Kinesin–related proteins (KRPs), and stops as M-phase promoting factor (MPF) activation propagates across the egg. To dissect the role of different motor proteins in the cortical rotation and to analyse their regulation, we have developed an open cell assay system involving reactivation of microtubule movement on isolated cortices. Microtubule movements were dependent on ATP and consisted mainly of wriggling and flailing without net displacement, consistent with a tethering of microtubules to the cortex. Reactivated movements were inhibited by anti-KRP and anti-dynein antibodies perfused together but not separately, the KRP antibody alone becoming fixed to the cortex. Neither antibody could inhibit movement in the presence of MPF, indicating that arrest of the cortical rotation is not due to MPF-dependent inhibition of motor molecules. In contrast, D2O treatment of live eggs to protect microtubules from progressive depolymerisation prolonged the cortical rotation. We conclude that the cortical rotation probably involves cytoplasmic dynein as well as cortical KRPs and terminates as a result of local MPF-dependent microtubule depolymerisation

Etude du mécanisme et de la régulation de la rotation corticale dans l'oeuf de xénope

La rotation corticale dans l'œuf de xénope établit le centre organisateur de l'embryon. La translocation du cortex par rapport au cytoplasme commence lorsqu'un réseau sous cortical végétatif de microtubules dont l'extrémité + est dirigée dans la direction de la translocation se met en place. Le cortex est déplacé par l'action de moteurs moléculaires dépendants des microtubules, les protéines de la famille de la kinésine (Kinesin Related Proteins) et de la dynéine cytoplasmique. La participation des KRP au mécanisme de la rotation corticale a été démontrée par l'injection dans l'œuf d'un anticorps inhibiteur des KRP qui a provoqué l'inhibition de la rotation corticale, la désorganisation du réseau sous cortical de microtubules et une perturbation du comportement des microtubules du réseau. La participation de la dynéine a d'abord été suggérée par l'observation que l'inhibition des KRP in vivo n'arrêtait pas le mouvement des microtubules. L'inhibition du mouvement des microtubules, réactivé sur cortex isolés par la perfusion d'ATP et extraits interphasiques d'œuf de xénope, provoquée par l'ajout d'anticorps anti-dynéine conbiné avec l'anti-KRP a conforté cette hypothèse. L'injection précoce de la dynamitine, un inhibiteur des transports dynéine dépendants, a perturbé l'organisation du réseau de microtubules tandis que l'injection tardive de dynamitine ne pertubait pas la translocation du cortex. Ces résultats indiquent que la dynéine transporte les microtubules jusqu'au cortex puis maintient le réseau de microtubules au début de la rotation corticale. Ensuite la dynéine n'est plus nécessaire indiquant que les KRP transportent le cortex sur les microtubules du réseau.NICE-BU Sciences (060882101) / SudocVILLEFRANCHE/MER-Observ.Océano (061592201) / SudocSudocFranceF