Transkriptionelle Regulation der humanen Proteinkinase DYRK1A und Eigenschaften von DYRK1B-Spleißvarianten
Transkriptionelle Regulation der humanen Proteinkinase DYRK1A und Eigenschaften von DYRK1B-Spleißvarianten
dc.contributor.advisor | Becker, Walter | |
dc.contributor.author | Mänz, Barbara | |
dc.date.accessioned | 2020-04-10T15:22:29Z | |
dc.date.available | 2020-04-10T15:22:29Z | |
dc.date.issued | 2007 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.11811/3092 | |
dc.description.abstract | Der in Eukaryoten evolutionär konservierten und in Säugetieren ubiquitär exprimierten Proteinkinase DYRK1A (Dual-Specificity Tyrosine (Y) Phosphorylation-Regulated Kinase 1A) wird eine essentielle Bedeutung für Zellwachstum und -entwicklung zugeschrieben. Das menschliche DYRK1A-Gen ist in der "Down Syndrome Critical Region" auf Chromosom 21 (21q22.13) lokalisiert. Es wird vermutet, dass bereits die 1,5-fache Überexpression dieses Gens zum Down-Syndrom beiträgt. Da DYRK1A schon während ihrer Biosynthese an einem Tyrosinrest in der Aktivierungsschleife autophosphoryliert und daher möglicherweise konstitutiv aktiv ist, könnten Synthese und Abbau der DYRK1A-mRNA ihre Funktion beeinflussen. Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die Charakterisierung der humanen DYRK1A-Promotoren und die Regulation der DYRK1A-Expression. In der 5´-Region des menschlichen DYRK1A-Gens wurden durch in silico-Analyse und durch eine Serie von Reportergen-Experimenten in drei Säugetier-Zelllinien zwei alternative Transkriptionsstarts und die zugehörigen Promotorbereiche identifiziert. Die Promotoren A und B sind nicht gewebsspezifisch aktiv, unterscheiden sich jedoch in ihrer Aktivität und Regulation: Promotor A war 3- bis 14-fach aktiver als Promotor B. Der überexprimierte Transkriptionsfaktor E2F1 regulierte z. B. in SAOS-2-Zellen (humane Osteosarkom-Zelllinie) im Northern blot die DYRK1A-Expression ca. 1,6-fach hoch und stimulierte im Reportergen-Assay selektiv die Aktivität von Promotor B ca. 2,5-fach. E2F1 stimuliert während der G1/S-Phase des Zellzyklus die Expression von Genen, die für die Zellzykluskontrolle von Bedeutung sind, und kann bei einer DNA-Schädigung Apoptose auslösen. In cDNA-Arrays wurde weder in Tumorzellen im Vergleich zu gesundem Gewebe, noch in 26 Tumorzelllinien eine systematisch veränderte DYRK1A-Expression nachgewiesen. 5-Fluorouracil (5-FU), das den Zellzyklus in der S-Phase anhielt, regulierte das in PC 3-Zellen (humane Prostataadenokarzinom-Zelllinie) bereits basal stark exprimierte DYRK1A-Gen im cDNA-Array hoch. Die beispielsweise in PC-3-Zellen im Northern blot nachgewiesene zeit- und dosisabhängige Hochregulation der DYRK1A-Expression durch 5-FU wurde nicht auf Promotorebene vermittelt. An das in DYRK1A-Promotor A lokalisierte CRE (cyclic AMP Response Element)-Motiv band der u. a. für die neuronale Entwicklung bedeutsame Transkriptionsfaktor CREB in PC-12-Zellen (Phäochromozytom-Zelllinie der Ratte) zwar schwach, aber spezifisch (EMSA). Nach Forskolin-induzierter Aktivierung der Adenylatcyclase aktivierte CREB Promotor A jedoch nicht, auch nicht in PC-3- und SAOS-2-Zellen. Serumentzug aktivierte in SAOS-2-Zellen Promotor A ca. 1,7-fach, Promotor B ca. 3-fach. Auch die im Western blot nachweisbare Zunahme der DYRK1A-Expression in NIH-3T3-Fibroblasten bei dreitägigem Entzug von Serum deutet darauf hin, dass DYRK1A auch in Abwesenheit von Wachstumsfaktoren reguliert wird. Mit Hilfe des Transkriptionsinhibitors Aktinomycin D wurde in PC-3-Zellen im Northern blot eine Halbwertszeit der DYRK1A-mRNA von nur ca. zwei Stunden ermittelt. Fehlte die ca. 2,3 Kilobasen umfassende 3´-Region der DYRK1A-mRNA, die sieben 5´-AUUUA-3´-Motive für schnellen Abbau der mRNA enthält, war die DYRK1A-mRNA länger als vier Stunden stabil. Die in Hoden und Skelettmuskel von Säugetieren stark exprimierte, mit DYRK1A eng verwandte Proteinkinase DYRK1B wird mit der Differenzierung (G0-Phase des Zellzyklus) von Myoblasten und dem Überleben von Tumorzelllinien assoziiert. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob sich die in höheren Eukaryoten Kinase-aktiven Spleißvarianten DYRK1B-p69 und -p75 von der Kinase-inaktiven Spleißvariante DYRK1B-p65 über die Kinase-Aktivität hinaus funktionell unterscheiden: die menschlichen Spleißvarianten DYRK1B-p69 und -p75 stimulierten in COS-Zellen (Niere der Afrikanischen Grünen Meerkatze) im Reportergen-Assay die vom Transkriptionsfaktor FKHR (Forkhead in Rhabdomyosarcoma) abhängige Aktivität des Glukose-6-Phosphatase-Promotors stärker als die menschliche DYRK1B-p65. Stabil überexprimierte DYRK1B-p69 erhöhte im Vergleich zur endogenen DYRK1B weder unter serumhaltigen noch unter serumfreien Wachstumsbedingungen die Überlebensrate von NIH-3T3-Fibroblasten (WST-"Viabilitäts"-Assay). Diese Arbeit charakterisiert erstmalig die Promotorregion des humanen DYRK1A-Gens und die Regulation der DYRK1A-Expression im Zellzyklus. Zudem werden Expression und Funktion von drei Spleißvarianten der Proteinkinase DYRK1B (p65, p69 und p75) näher untersucht. | en |
dc.language.iso | deu | |
dc.rights | In Copyright | |
dc.rights.uri | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ | |
dc.subject | Genetik | |
dc.subject | Promotor | |
dc.subject | Down-Syndrom | |
dc.subject | Zellzyklus | |
dc.subject | Transkriptionsfaktor | |
dc.subject | Tumor | |
dc.subject | mRNA-Stabilität | |
dc.subject | Autophosphorylierung | |
dc.subject | CAGE-Tag | |
dc.subject.ddc | 500 Naturwissenschaften | |
dc.subject.ddc | 570 Biowissenschaften, Biologie | |
dc.subject.ddc | 610 Medizin, Gesundheit | |
dc.title | Transkriptionelle Regulation der humanen Proteinkinase DYRK1A und Eigenschaften von DYRK1B-Spleißvarianten | |
dc.type | Dissertation oder Habilitation | |
dc.publisher.name | Universitäts- und Landesbibliothek Bonn | |
dc.publisher.location | Bonn | |
dc.rights.accessRights | openAccess | |
dc.identifier.urn | https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5N-10708 | |
ulbbn.pubtype | Erstveröffentlichung | |
ulbbnediss.affiliation.name | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn | |
ulbbnediss.affiliation.location | Bonn | |
ulbbnediss.thesis.level | Dissertation | |
ulbbnediss.dissID | 1070 | |
ulbbnediss.date.accepted | 26.03.2007 | |
ulbbnediss.fakultaet | Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät | |
dc.contributor.coReferee | Mohr, Klaus |
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