Initial events in non-canonical Wnt signaling

Abstract

La ruta canònica i no canònica de Wnt activen vies de senyalització que generen respostes cel·lulars diferents. Tanmateix, els esdeveniments de senyalització inicials com a resposta a l'estimulació amb els lligands mostren alguns elements comuns. Les dues vies requereixen que el receptor Frizzled (Fz) promogui la fosforilació i el reclutament de Dishevelled al complex de senyalització. En la ruta canònica de Wnt, la CK1ε associada a la p120-catenina s'ha d'activar per permetre la fosforilació i el reclutament de Dvl a Fz. Aquí demostrem que aquestes dues proteïnes també són necessàries per promoure aquest pas en l'estimulació amb Wnt5a. A més, també és necessari el complex format per la PR61ε/PP2A que interacciona amb Fz per activar CK1ε i induir el clúster de receptors. Tanmateix, la dependència d'aquests dos factors és diferent perquè, en la via no canònica Wnt, la p120 no és necessària per a l'associació de la CK1ε amb el coreceptor, ja que ambdues proteïnes interactuen independentment amb Ror2. A més, la interacció de la p120-catenina amb Ror2 depèn de la fosforilació dels seus residus tirosina. Aquesta interacció permet que la p120-catenina estabilitzi Ror2 a la membrana i evita la internalització d'aquest últim mitjançada per clatrina. D'altra banda, la unió de la CK1ε a l'extrem C-terminal controla els nivells totals de proteïna de Ror2 i evita la seva degradació lisosomal. Aquest paper central de la p120-catenina i CK1ε en les etapes de senyalització inicials també és necessari per a respostes més tardanes com la regulació dels nivells de β-catenina a través de Siah2, o per als processos d'invasió cel·lular i la polimerització d'actina cortical. Per tant, els nostres resultats demostren la importància d'aquestes dues proteïnes clau en l'activació de la via de Wnt no canònica.

Canonical and non-canonical Wnt pathway have shown to activate signaling pathways that trigger different cellular outputs. However, the initial signaling events upon ligand stimulation show some common elements. The two pathways requires the receptor Frizzled (Fz) to promote Dishevelled phosphorylation and recruitment to the signaling complex. In canonical Wnt pathway, p120-catenin associated CK1ε must be activated to allow Dvl phosphorylation and recruitment to Fz. Here we demonstrate that this two proteins are also required to promote this step upon Wnt5a stimulation. Moreover, Fz associated PR61/PP2A is also necessary to activate CK1 and induce receptor clustering. However, the dependence on these two factors is different, in non-canonical Wnt pathway p120 is not required for CK1ε association to the coreceptor since both proteins independently interact with Ror2. Moreover, p120-catenin associates to Ror2 in a tyrosine phosphorylation-dependent manner. P120-catenin stabilizes Ror2 at the membrane and avoids clathrin-mediated Ror2 internalization. On the other hand, CK1ε binding to the C-terminal part controls Ror2 total levels and prevents its lysosomal degradation. This central role of p120-catenin and CK1ε in the initial signaling events are required for later responses such as Siah2-dependent -catenin downregulation, cell invasion and cortical actin polimerization. Therefore, our results demonstrate the requirement of these two key proteins in the non-canonical Wnt pathway and describe how this pathway is activated.