Universität zu Köln

Jordanovski, Darko (2011). Posttranslationale Kontrolle des zellulären Transkriptionsfaktors PBF/ZNF395. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Genom-weite Expressionsanalysen fanden eine erhöhte Expression des bisher kaum charakterisierten Transkriptionsfaktors PBF (Papillomavirus Binding Factor, offizieller Genname ZNF395) in verschiedenen Krebstypen. Das Ziel dieser Arbeit war, die zellulären Gene von PBF zu identifizieren und die posttranslationale Kontrolle des Proteins näher zu untersuchen. Wie Microarray Analysen und qRT-PCR zeigten, induzierte die Überexpression von PBF die Transkription einer kleinen Gruppe von Interferon-stimulierten Genen, u.a. ISG56 und IFI44, sowie mehrerer Krebs-assoziierter Gene. Zur optimalen Aktivierung des ISG56 Promotors brauchte PBF beide ISREs (interferon stimulated response element), die im ISG56 Promotor vorliegen, wie mit Hilfe von transienten Transfektionen gezeigt wurde. Behandlung von Zellen mit TNF-α oder Poly I:C, einem doppelsträngigen RNA Analogon, die beide IκBα Kinase (IKK) aktivieren, resultierte in der Degradation von rekombinantem PBF. Phosphorylierung von IκBα durch IKK ist wichtig für die Aktivierung von NF-κB. IKK reguliert auch andere Substrate, die an der Immunantwort und der Karzinogenese beteiligt sind. BMS-345541, ein spezifischer IKK Inhibitor, verhinderte die proteasomale Degradation von rekombinantem PBF und stabilisierte auch endogenes PBF. Dies weist daraufhin, dass Phosphorylierung von PBF durch IKK als Signal für dessen Ubiquitinierung und den proteasomalen Abbau dient. Es konnte gezeigt werden, dass die Aminosäuren S212/214/215 und T216 bei der Degradation involviert sind. Allerdings ist mindestens eine weitere Region in PBF an den IKK-abhängigen Abbau beteiligt. Inhibition von IKK durch BMS-345541 verminderte die PBF-vermittelte Aktivierung des ISG56 Promotors in transienten Transfektionen. Dies impliziert, dass die IKK-abhängige Phosphorylierung nicht nur die Degradation von PBF, sondern auch die transkriptionelle Aktivität induziert. Es könnte sich dabei um einen negativen Feedback-Mechanismus handeln, um sicherzustellen, dass die Aktivierung der Zielgene durch PBF gering und nur vorübergehend ist. Die Stabilität von PBF wurde ebenfalls durch Überexpression von Komponenten des Histondeacetylase (HDAC) Komplexes, SAP30 und HDAC1, die beide direkt mit PBF interagieren, erhöht. HDAC Aktivität ist essentiell bei der Immunantwort, während HDAC Inhibitoren spezifisch das Wachstum von Krebszellen hemmen. Die hier identifizierten Zielgene von PBF und die Signalwege, die die Stabilität von PBF kontrollieren, sind essentielle Komponenten der angeborenen Immunantwort und der Krebsentstehung. Dies untermauert eine funktionelle Rolle von PBF bei Krebs und der angeborenen Immunantwort.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Genome-wide expression analysis found the so far poorly characterized transcription factor PBF (Papillomavirus Binding Factor, official gene symbol ZNF395) upregulated in various cancers. The aim of this work was to identify the cellular target genes of PBF and to study its post-translational control. As shown by microarray analysis and real-time PCR, overexpressed PBF induced the transcription of a small subset of interferon-stimulated genes, including ISG56 and IFI44, as well as cancer-associated genes. Transient transfections revealed that both interferon-stimulated response elements (ISREs) present in the ISG56 promoter are required for optimal activation by PBF. Treatment of cells with TNF-α or poly I:C, the mimic of dsRNA, both activating IκBα kinase (IKK), resulted in the degradation of recombinant PBF. Phosphorylation of IκBα by IKK is crucial for the activation of NF-κB. IKK also regulates other substrates that have roles in immunity and cancer. Specific IKK inhibition by BMS-345541 abolished the degradation of recombinant PBF and stabilized endogenous PBF as well. This suggests that phosphorylation by IKK marks PBF for ubiquitin mediated degradation. It could be demonstrated here that amino acids S212/214/215 and T216 are involved in the IKK dependent degradation although at least one additional protein region participates in this process as well. Furthermore, inhibition of IKK by BMS-345541 reduced PBF mediated activation of the ISG56 promoter, which implies that IKK dependent phosphorylation induces not only the degradation of PBF, but also is required to allow activation of transcription. This may represent a negative feedback to ensure that the activation of target genes by PBF is weak and transient. Overexpressed components of the histon deacetylase complex, SAP30 and HDAC1, both interacting directly with PBF, also enhanced the stability of PBF and thus contribute to the post-translational control of PBF. HDAC activity is essential for the immune response, while HDAC inhibitors specifically inhibit the growth of cancer cells. The identified target genes of PBF and the pathways controlling the stability of PBF are essential components of the innate immune response and in carcinogenesis, which support a functional relevance of PBF in these pathways. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Jordanovski, Darko UNSPECIFIED UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-46108
Date:	2011
Language:	German
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Medicine > Virologie > Institut für Virologie
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language PBF UNSPECIFIED ZNF395 UNSPECIFIED
Date of oral exam:	30 January 2012
Referee:	Name Academic Title Hoppe, Thorsten Prof. Dr. Pfister, Herbert Prof. Dr. Dr. h.c.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/4610