Antagonism of Rho and Rac signaling in the regulation of the actin cytoskeleton during cell migration

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá antagonismem signalizace Rho a Rac v regulaci aktinového cytoskeletu během buněčné migrace. Rho a Rac patří mezi malé GTPázy, což jsou signální proteiny, které se zabývají regulací a řízením mnoha důležitých procesů v buňce. Pro tuto práci je zejména důležitá jejich komplexní signální síť, která ovlivňuje dynamické změny v aktinovém cytoskeletu, jež jsou důležité během buněčné migrace. Signalizace Rho a Rac má nejen odlišné účinky na aktinový cytoskelet, ale také je často spojena s tím, že aktivace jednoho typu signalizace inhibuje druhý typ. Dále tato práce shrnuje, jak antagonistické interakce mezi Rho a Rac signalizací formují buněčné reakce na enviromentální podměty. Tento antagonistický mechanismu zajišťuje přesnou prostorovou a časovou koordinaci pohybu buněk, což je klíčové pro procesy, jako je hojení ran a imunitní odpověď. Pochopení mechanismu antagonismu těchto dvou proteinů je důležité pro identifikaci potenciální terapeutických cílů v rámci těchto drah, které by umožnily kontrolu abnormální migrace buněk pozorované u nemocí, jako je rakovina. Klíčová slova: Rho, Rac, GAP, GEF, GDI, F-aktin, myosin

This bachelor thesis addresses antagonism of Rho and Rac signaling in the regulation of the actin cytoskeleton during cell migration. Rho and Rac are small GTPases, which are signaling proteins that regulate and control many important processes in the cell. For this thesis, their complex signaling network is particularly important as it influences dynamic changes in the actin cytoskeleton, which are crucial during cell migration. Rho and Rac signaling not only have distinct effects on the actin cytoskeleton but are also often associated with the phenomenon where the activation of one type of signaling inhibits the other type. Furthermore, this thesis demonstrates how antagonistic interactions between Rho and Rac signaling shape cellular responses to environmental stimuli. This antagonistic mechanism ensures precise spatial and temporal coordination of cell movement, which is key for processes such as wound healing and immune response. Understanding the antagonism mechanism of these two proteins is important from identifying potential therapeutic target within these pathways to control abnormal cell migration observed in diseases such as cancer. Key words: Rho, Rac, GAP, GEF, GDI, F-actin, myosin