title: "Charakterisierung transkriptioneller und nicht-transkriptioneller Funktionen der Faktoren Miz1 und c-Myc in der UVB-induzierten DNA-Schadensantwort"und"Die Inhibition der Miz1-Funktion durch den Tumorsuppressor Arf führt zum Verlust der Zelladhäsion und induziert Apoptose"
title: "The Role of the Transcription Factors c-Myc and Miz1 in DNA Damage Response"and"The Tumor Suppressor Arf Induces Apoptosis via a Repressive c-Myc/Miz1 Complex"
Creators: name: Herkert, Barbara
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Naturwissenschaften
DNA damage
Zelladhäsion
Miz1
Apoptosis
Arf
Myc
DNS-Schädigung

description: Die onkogene Wirkung von c-Myc, die
      zur Entstehung eines breiten Spektrums maligner Tumore führt,
      wurde bisher hauptsächlich auf die Aktivierung von Zielgenen
      in einem Komplex mit Max zurückgeführt. Allerdings weisen
      aktuelle Studien auch auf eine bedeutende Rolle der
      Interaktion von c-Myc mit dem Transkriptionsfaktor Miz1 hin,
      die in einer transkriptionellen Repression resultiert. Daher
      beschäftigt sich diese Arbeit mit der Interferenz des
      c-Myc/Miz1-Komplexes mit der UVB-induzierten
      DNA-Schadensantwort sowie der Induktion der Apoptose durch
      den Tumorsuppressor Arf als Antwort auf onkogene Stimuli in
      Form erhöhter c-Myc-Mengen. Zunächst wurde durch Einsatz von
      murinen, embryonalen Fibroblasten, die eine Deletion der
      POZ-Domäne von Miz1 aufweisen, sowie durch die
      shRNA-vermittelte Depletion von Miz1 die Notwendigkeit von
      Miz1 als Aktivator der Cdkn1a Expression analysiert. Dabei
      konnte festgestellt werden, dass Miz1 in dem verwendeten
      Zellsystem keine essentielle Funktion als
      Transkriptionsaktivator des Zellzyklusregulators p21Cip1
      einnimmt. In einem humanen Zellsystem konnte jedoch eine
      nicht-transkriptionelle Funktion von Miz1 in der
      ATR-abhängigen Signalkaskade identifiziert werden, die auf
      der Stabilisierung des Vermittlerproteins TopBP1 beruht und
      somit zur Aktivierung dieses Signalwegs führt. Diese
      Wirkungsweise von Miz1 basiert auf der Rekrutierung von
      TopBP1 zum Chromatin, was dieses vor der Ubiquitinierung
      durch die E3-Ligase HectH9 und dadurch vor dem proteasomalen
      Abbau schützt. Antagonisiert wird die stabilisierende
      Interaktion von Miz1 und TopBP1 durch c-Myc, dessen
      Überexpression die Dissoziation von TopBP1 vom Chromatin und
      dessen Abbau bewirkt. Dementsprechend blockieren erhöhte
      Mengen von c-Myc die Aktivierung der UVB-induzierten
      Signalkaskade und somit wahrscheinlich die Reparatur der
      vorliegenden Schäden. Darüber hinaus wurde die Bedeutung der
      Interferenz von Miz1, c-Myc und dem Tumorsuppressor Arf zum
      Schutz vor onkogener Transformation beschrieben. Diese
      potentiell tumorprotektive Wirkungsweise beruht auf der
      Ausbildung eines DNA-assoziierten, transkriptionell
      repressorischen c-Myc/Miz1/Arf-Komplexes. Die Inhibition der
      Transkription beinhaltet neben der Relokalisierung von Arf in
      das Nukleoplasma die Verdrängung des Koaktivators NPM von
      Miz1. Zudem konnte die Ausbildung von Heterochromatin in den
      Promotorbereichen der Zielgene nachgewiesen werden. Darüber
      hinaus induziert die Assoziation mit c-Myc und Arf die
      post-translationelle Modifikation von Miz1 durch das
      Ubiquitin-ähnliche Molekül SUMO. Da c-Myc die Sequenz eines
      hochkonservierten SUMO-Interaktionsmotifs (SIM) aufweist und
      in vitro SUMO-Spezies bindet, könnte sowohl die SUMOylierung
      von Miz1 als auch die Bindung des modifizierten Miz1-Proteins
      durch c-Myc an der Aufrechterhaltung des repressiven
      Chromatinstatus involviert sein. Neben dem
      Zellzyklusinhibitor P15INK4B reprimiert dieser Komplex eine
      Vielzahl von Genen, welche sowohl die Zell-Zell- als auch die
      Zell-Matrixadhäsion vermitteln. Daher führt die Expression
      von Miz1, c-Myc und Arf zum Verlust der Zelladhäsion und löst
      somit Anoikis aus. Da für die Ausbildung dieses repressiven
      Komplexes die Interaktion von Arf und Miz1 mit dem
      Transkriptionsfaktor c-Myc essentiell ist, liegt die
      Vermutung nahe, dass die Proteinmengen von c-Myc für den
      Wechsel von Seneszenz zu Apoptose entscheiden sind. Daher
      könnte diese Funktionsweise des c-Myc/Miz1-Komplexes eine
      Möglichkeit zur Eliminierung von Zellen mit onkogenen
      Mutationen darstellen.
description: So far, the oncogenic potential of
      Myc that contributes to the genesis of a broad spectrum of
      malignant tumors has been mainly ascribed to the activation
      of target gene expression in a complex with Max. However,
      current studies suggest an important functional role of the
      c-Myc/Miz1 interaction mediating transcripional repression.
      Therefore, my thesis aimed at investigating the interference
      of the c-Myc/Miz1 complex with the UVB induced DNA damage
      response and the oncogene-induced apoptosis via the tumor
      suppressor Arf. Initially, I used murine, embryonic
      fibroblasts expressing a truncated version of the
      transcription factor Miz1, Miz1ΔPOZ, and a RNAi approach to
      study the importance of Miz1 as an activator of Cdkn1a
      expression. These experiments showed that Miz1 is not
      essential for the expression of the cell cycle inhibitor
      p21Cip1 in the cellular system used. However, Miz1 exerts a
      non-transcriptional function during the ATR-dependent
      signaling cascade in a human cell system. This is due to the
      stabilization of the mediator protein TopBP1 und the
      subsequent activation of this pathway. This function of Miz1
      depends on the recruitment of a fraction of TopBP1 to
      chromatin resulting in the protection of TopBP1 from
      HectH9-mediated ubiquitination and subsequent proteasomal
      degradation. c-Myc antagonizes this stabilizing interaction
      of Miz1 and TopBP1. Overexpression of c-Myc results in the
      dissociation of TopBP1 from chromatin and its subsequent
      degradation. Consequently, increased levels of c-Myc block
      the activation of the UVB induced signal transduction and,
      therefore, possibly the repair of DNA damage. Furthermore, I
      was able to demonstrate a role of Miz1, c-Myc and the tumor
      suppressor Arf in preventing oncogenic transformation. Miz1,
      c-Myc and Arf assemble into a DNA-binding complex that
      silences genes by disrupting the interaction of Miz1 with its
      coactivator nucleophosmin and by the formation of
      heterochromatin at the promotors of target genes. In
      addition, association with Arf and Myc triggers the
      post-translational modification of Miz1 by the ubiquitin-like
      molecule SUMO. As c-Myc harbors a potential SUMO-binding
      motif and binds SUMO moieties in vitro, the SUMOylation of
      Miz1 as well as the association of the SUMOylated Miz1
      protein with c-Myc may be involved in the maintenance of the
      repressive chromatin state. Beside the cell cycle inhibitor
      P15INK4B, this complex also switches off many genes
      associated with cell-cell and cell-matrix adhesions, causing
      cells expressing Miz1, c-Myc and Arf to lose their attachment
      and undergo anoikis. The assembly of this repressive complex
      relies on the interaction of both Arf and Miz1 with the
      transcription factor c-Myc, suggesting that c-Myc levels may
      be crucial in switching Arf’s function from irreversible cell
      cycle arrest to cell death. Therefore, this way of action of
      the c-Myc/Miz1 complex points to a tumor protective mechansim
      that facilitates the eliminiation of cells harboring an
      oncogenic mutation.