title: Immunofluorescence-Based High Throughput Analysis Identifies MK5 as Myc-Regulating Kinase
title: Immunfluoreszenz-Basierte Hochdurchsatzanalyse Identifiziert MK5 als Myc-Regulierende Kinase
Creators: name: Kreß, Theresia
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2011
Subjects: Myc
Darmkrebs
MK5
Posttranskriptionelle Regulation
FoxO
Biowissenschaften, Biologie
miRNS

description: The transcription factor Myc plays
      an essential role in tumor development, growth and
      maintenance. The MYC gene itself is mutated only rarely. In
      most tumors, mechanisms of post-transcriptional regulation of
      the MYC mRNA or the Myc protein expression are altered. To
      identify novel mechanisms of post-transcriptional regulation
      of Myc, a high throughput screening platform was developed
      and established. High throughput analyses using RNAi
      libraries targeting the human kinome identified the protein
      kinase MK5/MAPKAPK5/PRAK as negative regulator of Myc protein
      expression. Depletion of MK5 increased Myc protein expression
      whereas overexpression of MK5 reduced Myc levels. MK5
      directly phosphorylates the transcription factor FoxO3a at
      multiple serine residues in vitro: S215, S253, S551 and S555.
      Phosphorylation of S215 was confirmed in vivo using a
      phospho-specific antibody. Phosphorylation of S215 induces
      nuclear localization of FoxO3a. After activation by MK5,
      FoxO3a binds to the promoter of the miR-34b/c and induces
      their transcription. miR-34b and miR-34c bind to the 3’-UTR
      of the MYC mRNA, inhibit its translation and therefore reduce
      Myc protein expression. In addition, Myc binds to the E-box
      region within the MK5 promoter and induces its transcription.
      Therefore, MK5 itself is a direct target of the Myc
      transcription factor, creating a negative feedback loop
      consisting of Myc, MK5, FoxO3a and miR-34b/c. This negative
      feedback loop plays an important role in suppressing the
      progression of colon carcinogenesis. However, at the
      transition from well-differentiated to un-differentiated
      colorectal adenocarcinomas, MK5 mRNA as well as MK5 protein
      expression is reduced. This leads to increased Myc protein
      expression, tumor progression as well as metastasis.
description: Der Transkriptionsfaktor Myc spielt
      eine entscheidende Rolle bei der Tumorentstehung und dem
      Tumorwachstum. Dabei ist das MYC-Gen in humanen Tumoren
      selten mutiert, sondern häufig sind Mechanismen der
      post-transkriptionellen Regulation der Myc- Proteinexpression
      verändert. Zur Identifikation unbeschriebener Mechanismen der
      Regulation der Myc-Proteinexpression wurde ein
      Immunfluoreszenz-basiertes Hochdurchsatzanalyse-Verfahren
      entwickelt und etabliert. Die Hochdurchsatzanalyse von
      RNAi-Bibliotheken, die das humane Kinom als Zielproteine
      auswiesen, identifizierte die Proteinkinase MK5/MAPKAPK5/PRAK
      als ein Enzym, das die Myc-Proteinexpression negativ
      reguliert. Die MK5-Depletion führt zu einer erhöhten
      Myc-Proteinexpression, während die MK5-Überexpression die
      Myc-Proteinexpression vermindert. Diese Myc- Regulation ist
      entscheidend am Zellwachstum von Tumorzelllinien beteiligt.
      MK5 phosphoryliert den Transkriptionsfaktor FoxO3a an
      mehreren, teilweise evolutionär hoch-konservierten
      Serin-Resten: S215, S253, S551, S555. Die Phosphorylierung
      von S215 wurde in vivo bestätigt und trägt wesentlich zur
      nukleären FoxO3a-Akkumulation bei. Nach Aktivierung durch MK5
      bindet FoxO3a direkt an den Promotor der microRNAs miR-34b/c
      und induziert deren Expression. miR-34b und miR-34c binden an
      das 3’-UTR der MYC-mRNA und hemmen deren Translation und
      somit die Myc-Proteinexpression. Bei MK5 handelt es sich um
      ein aktiviertes Zielgen des Myc-Transkriptionsfaktors, der
      direkt an die E-Box-Region innerhalb des MK5-Promotors
      bindet. Hierdurch ergibt sich ein negativer
      Rückkopplungsmechanismus bestehend aus Myc, MK5, FoxO3a und
      miR-34b/c. Dieser negative Rückkopplungsmechanismus spielt
      eine entscheidende Rolle bei der Kolonkarzinogenese. Beim
      Übergang vom gut- zum schlecht-differenzierten kolorektalen
      Adenokarzinom wird die MK5-mRNA- und Proteinexpression
      vermindert. Hierdurch erhöht sich die Myc-Proteinexpression,
      was zur Tumorprogression und zur Metastasierung
      führt.