In the due course of the formation of apical-basal polarity the transmembrane protein Crumbs (Crb) and its intracellular adaptor protein Pals1 (Protein associated with Lin seven 1, Stardust, Sdt in Drosophila) have been found to play key roles in the establishment and maintenance of cell polarity in various types of tissues. Research in Drosophila revealed that PATJ (Pals1 associated tight junction protein) which have been reported to be a part of the trimeric complex with Crb-Sdt localizes at the apical cell-cell contacts and plays roles in the formation of the tight junction and cell migration in mammalian cells. However it is not yet fully understood how PATJ has been localized to the apical cell junctions and its role in the regulation and maintenance of cell polarity.
In this vivid study in elucidating functional significance of PATJ, a systematic structural-functional analysis have been carried out with deletion constructs tagged with green fluorescent protein (GFP) in transgenic flies to elucidate the roles of each conserved domain of the protein. In our study we found that the N-terminally located L27 domain along with a redundancy of the PDZ domains is required for proper functionality of the protein. Further we also found that PATJ attaches to both Baz-Sdt and Crb-Sdt complexes for its proper functionality. On our way to decipher how PATJ shuffles between these two complexes, we reveal the role of PAR6 in stabilizing Crb-Sdt complex via selective inhibition of Sdt degradation by ubiquitin mediated proteosomal pathway.
Additionally we have found that PATJ is not per se crucial for the establishment or maintenance of apical-basal polarity, but rather regulates Myosin dynamics. PATJ directly binds to the Myosin Binding Subunit of Myosin Phosphatase and decreases Myosin dephosphorylation, resulting in activated Myosin dynamics. Thereby PATJ supports the stability of the Zonula Adherens. Notably, weakening of Adherens Junction (AJ) in a PATJ-mutant epithelium leads first to a loss of Myosin from the AJ, subsequently to a disassembly of the AJ and finally to a loss of apical-basal polarity and disruption of the tissue.

Während der Entwicklung einer apikal-basalen Zellpolarität hat sich gezeigt, dass das Trans-membranprotein Crumbs (Crb) und dessen intrazelluläres Adapterprotein Pals1 (Protein associated with Lin seven 1, Stardust, Sdt in Drosophila) eine Schlüsselrolle in der Etablierung und Aufrechterhaltung dieser Polarität einnehmen. In Drosophila konnte gezeigt werden, dass PATJ (Pals1 associated tight junction protein) als Teil eines trimeren Komplexes zusammen mit Crb-Sdt an den apikalen Zell-Zell Kontakten lokalisiert und zur Formierung der Tight Junctions und der Zellmigration in Säugetieren beiträgt. Allerdings sind weder der Mechanismus durch den PATJ an die apikalen Zell-Zell Kontakte lokalisiert wird noch die Rolle in der Regulation der Zellpolarität von PATJ völlig verstanden.
In dieser Studie wurde die funktionelle Bedeutung von PATJ untersucht. Dazu wurde eine systematische Struktur-Funktionsanalyse mit Deletionskonstrukten der einzelnen Protein-domänen in transgenen Fliegen durchgeführt. Dadurch fanden wir heraus, dass die am N-Terminus lokalisierte L27 Domäne in Redundanz zu den PDZ Domänen für die Funktion des Proteins wichtig ist. Zudem konnte gezeigt werden, dass PATJ sowohl an den Baz-Sdt Komplex, als auch an den Crb-Sdt Komplex bindet. Im Rahmen dieser Untersuchung konnten wir ebenfalls die Rolle von PAR-6 in der Stabilisierung des Crb-Sdt aufklären. PAR-6 wirkt als Inhibitor des Ubiquitin abhängigen proteosomalen Abbaus von Sdt.
Zudem konnten wir zeigen, dass PATJ nicht per se wichtig für die Etablierung oder die Aufrechterhaltung der apikal-basalen Zellpolarität wichtig ist, sondern für die Regulierung von Myosin. PATJ bindet direkt an die Myosin bindende Untereinheit der Myosin Phosphatase und reduziert die Myosin Dephosphorylierung, was zu einer erhöhten Myosin Dynamik führt. Dadurch trägt PATJ zur Stabilisierung der Zonula Adherens bei. Ein Schwächung der Adherens Junctions (AJ) in einer PATJ Mutante führt zum Verlust von Myosin an den AJ, anschließend zum Abbau der AJ und letztlich zum Verlust der apikal-basalen Zellpolarität und einer Zerstörung des Gewebes.