Inactivation of Pleiotropic Regulator 1 reveals p53-dependent Control of Cell Proliferation and Apoptosis by the Pso4-complex

Kleinridders, André (2007). Inactivation of Pleiotropic Regulator 1 reveals p53-dependent Control of Cell Proliferation and Apoptosis by the Pso4-complex. PhD thesis, Universität zu Köln. Open Access

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Abstract

Mammalian Pleiotropic Regulator PLRG-1 was initially identified as a component of the spliceosome and belongs to a highly conserved family of seven WD40 domain containing proteins in eukaryotes (Ajuh et al., 2000; Ajuh et al., 2001). Founding members of this WD40-repeat protein family, PRL1 and PRL2, were first identified by T-DNA tagging in Arabidopsis thaliana (Nemeth et al., 1998). Whereas in plants the PRL genes are uniquely duplicated, in yeast, C. elegans and mammals there are only single orthologues of the Pleiotropic Regulator family which play important roles in the control of cellular homeostasis by forming at least in mammals, a complex with Pso4 and the cell division and cycle 5 homolog (CDC5L), that regulates both pre-mRNA splicing. To characterize the role of PLRG-1 in vivo, in the present study, I shown that inactivation of PLRG-1 results in embryonic lethality 1.5 days postfertilization in mice, indicating a fundamental role for PLRG-1 in early cell cycle events. Studies on heart- and neuron-specific PLRG-1 knockout mice revealed that massive apoptosis was responsible for their premature death. Moreover, PLRG-1-deficient mouse embryonic fibroblasts (MEFs) fail to enter S-phase upon serum stimulation and show increased apoptosis resulting from enhanced p53 phosphorylation and stabilization. Interestingly, p53-phosphatase WIP1 was seen to interact with CDC5L in wild-type, but not in PLRG-1-deficient MEFs due to cytosolic translocation of CDC5L. p53 downregulation rescues lethality in PLRG-1-deficient MEFs, showing that apoptosis resulting from PLRG-1-deficiency is p53 dependent Taken together, it is shown that the Pso4-CDC5LPLRG-1 complex controls cell proliferation and apoptosis by novel integration of pre-mRNA splicing and DNA repair via a p53-phosphorylation-dependent pathway, thus providing the first evidence for Pso4-complex regulation of p53.

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Thesis (PhD thesis)

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Die Inaktivierung des pleiotropen Regulators 1 weist eine p53-abhängige Kontrolle der Zellproliferation und Apoptose durch den Pso4-Komplex auf	German

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Abstract

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PLRG-1 gehört zu einer hoch konservierten Proteinfamilie in Eukaryoten, welche sich durch wiederholende WD40 Dömanen auszeichnet und wurde in Säugern als Bestandteil des Spliceosoms identifiziert (Ajuh et al., 2000; Ajuh et al., 2001). Die ersten Mitglieder dieser Familie ,PRL1 und PRL2, wurden durch T-DNA Markierung in Arabidopsis thaliana gefunden (Nemeth et al., 1998). Während in Pflanzen die PRL Gene dupliziert sind, gibt es in Hefe, C.elegans und Säugern jeweils nur ein Ortholog der pleiotropen Regulatorfamilie, welche ein wichtige Rolle in der Kontrolle der Zellhomöostase innehaben. Zumindest in Säugern formt PLRG-1 einen Komplex mit Pso4 und dem cell division and cycle 5 homolog (CDC5L), welcher sowohl an der Regulation des pre-mRNA Spleißens und auch an der DNA Reparatur beteiligt ist. Um die Funktion von PLRG-1 in Säugern in vivo zu charakterisieren, habe ich im Rahmen der vorliegenden Arbeit des PLRG-1-Gen in Mäusen sowohl konventionell, als auch konditionell inaktiviert. Es konnte gezeigt werden, dass die Inaktivierung von PLRG-1 in Mäusen embryonale Lethalität an Tag 1,5 nach Befruchtung der Eizelle zur Folge hat, welches für eine fundamentale Rolle von PLRG-1 in der ersten Zellteilung spricht. Herz- und Neuron-spezifischen Knockout Mäuse weisen eine massive Apoptose in diesen Organen auf, welche zu deren frühzeitigem Tod führt. Außerdem verlieren PLRG-1-defiziente Mausembryofibroblasten (MEFs) die Fähigkeit, nach Serumstimulation in die S-Phase einzutreten und weisen eine erhöhte Apoptose auf, welche aus vermehrter p53 Phosphorylierung und Stabilisierung resultiert. Interessanterweise interagiert die p53-Phosphatase WIP1 mit CDC5L in Wildtypenzellen, nicht jedoch, aufgrund der cytosolischen Translokation von CDC5L, in PLRG-1-defizienten MEFs. Die Herunterregulierung von p53 rettet die Lethalität sowohl in PLRG-1 defizienten MEFs als auch in Zebrafisch in vivo, und verdeutlicht, dass die durch PLRG-1 Defizienz hervorgerufene Apoptose p53 abhängig ist. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass der Pso4-CDC5L-PLRG-1 Komplex Zellproliferation und Apoptose, durch p53-Regulation kontrolliert.

German

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