Cross-talk between Src kinases and Rho small GTPases regulates biomineralization and simplify imaging of the mineralization process

Postepy Biochem. 2017;63(2):93-109.

Abstract

The process of physiological mineralization that occurs during bone ossification is a tightly regulated cascade of molecular events leading to formation of bony skeleton. Its deregulation associated with aging leads to pathological mineralization not only in osseous but also in soft tissues. Recent discoveries in the field of bone biology indicate the participation of the Src family of tyrosine kinases as well as the Rho family of small GTPases in mineral formation. Cross-talk between these two signaling pathways is activated during an early step of the mineralization process, and leads to reorganization of the cytoskeleton of mineralization-competent cells and to matrix vesicles release. The understanding of mechanisms of the cross-talk between Src kinases and Rho small GTPases that regulate the mineralization process is crucial for the development of novel simply imaging techniques and therapeutic strategies in relation to pathological mineralization.

Mineralizacja jest wieloetapowym procesem, który podlega ścisłej regulacji i prowadzi do utworzenia prawidłowego szkieletu kostnego. Rozregulowanie tego procesu, związane ze starzeniem organizmu, prowadzi do patologicznej mineralizacji, która może pojawić się nie tylko w układzie szkieletowym, ale także w tkankach miękkich. Wyniki najnowszych badań w dziedzinie biologii kości wskazują na udział rodziny kinaz tyrozynowych Src i rodziny małych GTPaz Rho w tworzeniu minerału. Oddziaływanie pomiędzy tymi dwoma szlakami przekazywania sygnału jest aktywowane we wczesnych etapach mineralizacji i prowadzi do przemodelowania szkieletu komórek kompetentnych w procesie mineralizacji oraz uwolnienia pęcherzyków macierzy pozakomórkowej. Zrozumienie mechanizmów oddziaływania pomiędzy kinazami Src a małymi GTPazami Rho, które reguluje proces mineralizacji, jest istotne dla rozwoju nowych łatwych technik obrazowania i podejść terapeutycznych wobec patologicznej mineralizacji.

Keywords: ROCK; Src kinase; imaging; matrix vesicles; mineralization; signal transduction.

MeSH terms

  • Monomeric GTP-Binding Proteins
  • Phosphorylation
  • Signal Transduction*
  • rho GTP-Binding Proteins / metabolism*
  • src-Family Kinases / metabolism*

Substances

  • src-Family Kinases
  • Monomeric GTP-Binding Proteins
  • rho GTP-Binding Proteins