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dc.contributor.advisor Dobbelstein, Matthias Prof. Dr. de
dc.contributor.author Lizé, Muriel de
dc.date.accessioned 2012-04-16T14:54:58Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:50:32Z de
dc.date.issued 2011-07-22 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AE16-1 de
dc.description.abstract Der Transkriptionsfaktor E2F1 fördert den Eintritt in den Zellzyklus, kann aber auch Apoptose induzieren, vor allem nach Aktivierung durch DNA-Schädigung. Um E2F1-responsive microRNAs zu identifizieren habe ich eine Microarray-Hybridisierung durchgeführt, und fand miR-449a und miR-449b (zusammen miR-449 genannt) stark durch E2F1 induziert. MiR-449 und sein Host-Gen CDC20B sind nach E2F1-Überexpression und nach DNA-Schädigung stark erhöht. Interessanterweise sind die Seed -Sequenzen und Zielgene von miR-449 sehr ähnlich zu denen der miR-34-Familie, die für ihre tumorsuppressiven Eigenschaften bekannt ist. Mir-449 wird in großen Mengen und sehr spezifisch in den Hoden, der Lunge und der Luftröhre gefunden, aber nicht in Tumorzellen. Nichtsdestotrotz kann man die miR-449 Expression in Tumorzellen durch HDAC-Hemmung reaktivieren, dies deutet auf eine epigenetische Stummschaltung in Krebs hin. Außerdem wird die Expression von miR-449 während der mukoziliären Differenzierung des Bronchialepithels stark induziert. Passend zum DNA-Schädigungs-responsiven Charakter von miR-449 wird seine Expression nach Exposition von Bronchialepithel mit Tabakrauch weiter verstärkt. Daher kann miR-449 als präziser Marker für die Differenzierung von mukoziliärem Epithel dienen. Darüber hinaus könnte miR-449 die Differenzierung durch seine Fähigkeit, den Zellzyklus zu arretieren, aktiv vorantreiben. Zudem könnte diese microRNA durch ihre proapoptotische Aktivität zur Abwehr gegen genotoxischen Stress beitragen.Passend zur mutmaßlich tumorsuppressiven Funktion können sowohl miR-449 als auch miR-34 die Zellproliferation reduzieren, die p53-Aktivität verstärken und p53-abhängige und -unabhängige Apoptose induzieren. Beide miRNAs mindern die E2F1-Funktion, indem sie die Expression von CDK6, CDK2, E2F1 und E2F3 herunterregulieren. Außerdem reduzieren miR-449 und miR-34 die Expression der Histondeazetylasen SIRT1 und HDAC1. Dabei führen sie zur Aktivierung des p53-Signalwegs und zur Induktion von p21, was in einem verstärkten Zellzyklusarrest in Zellen mit intaktem p53 resultiert. Da Histondeazetylasen komplette Genexpressionsprogramme regulieren, kann ferner deren Herunterregulation zu einer grundlegenden Veränderung des Expressionsprofils einer Zelle führen, und damit das Zellschicksal beeinflussen. Tatsächlich wird die HDAC-Hemmung als eine wirksame Komponente der Krebstherapie angesehen. Des Weiteren regulieren miR-449 und miR-34 zwei wichtige Proteine der Zellzykluskontrollpunkte, Chk1 und BRCA1. Dies kann zum Zelltod durch mitotische Katastrophe führen. Somit kann miR-449 auch p53-unabhängige Apoptose in Tumorzellen induzieren.Während sowohl die E2F1-induzierte miR-449 als auch die p53-induzierte miR-34 p53-Aktivität und Apoptose fördern können, beschränken beide die E2F1-Aktivität. Folglich wird die gegenseitige Regulation von E2F1 und p53 aufeinander durch die Induktion von zwei microRNAs aus einer Familie gestärkt. Diese microRNAs könnten als zweifacher Schutzmechanismus gegen exzessive E2F1-induzierte Proliferation agieren, indem sie entweder Zellzyklusarrest oder Apoptose induzieren. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ de
dc.title The E2F1-responsive microRNA-449 promotes apoptosis de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Die E2F1-responsive microRNA-449 induziert Apoptose de
dc.contributor.referee Ficner, Ralf Prof. Dr. de
dc.date.examination 2010-08-23 de
dc.subject.dnb 500 Naturwissenschaften de
dc.description.abstracteng E2F1 is a positive regulator of cell cycle progression and also a potent inducer of apoptosis, especially when activated by DNA damage. To identify E2F1-inducible microRNAs, I performed array hybridization and found miR-449a and miR-449b (collectively termed miR-449) to be strongly E2F1-responsive. The levels of miRNAs 449a and 449b, as well as their host gene CDC20B, are strongly upregulated by E2F1 overexpression and DNA damage. Strikingly, miR-449 shares seed sequences and target genes with the miR-34 family, which has tumour suppressive properties. MiR-449 is expressed at high levels and very specifically in testes, lung, and trachea, but not in tumour cells. However, the expression of miR-449 can be reactivated in tumour cells lines by HDAC inhibition, suggesting epigenetic silencing in cancer. Furthermore, miR-449 expression is strongly induced during the mucociliary differentiation of pulmonary epithelia. Exposure to tobacco smoke further increases the levels of miR-449 in airways, consistent with its DNA damage responsiveness. Therefore, miR-449 can serve as an exquisitely sensitive and specific biomarker for the differentiation of mucociliary epithelium. Moreover, it may actively promote differentiation through its ability to block cell cycle progression, and provide a first line of defence against genotoxic stress by its proapoptotic functions.In agreement with a putative tumour-suppressive role, miR-449 as well as miR-34 reduce proliferation, upregulate p53 activity and strongly promote apoptosis through both p53-dependent and -independent mechanisms. Both miRNAs attenuate E2F1 function by reducing the levels of CDK6, CDK2, E2F1 and E2F3, implying a negative feedback mechanism for the E2F pathway. Moreover, miR-449 and miR-34 decrease the expression of the deacetylases SIRT1 and HDAC1, thereby resulting in p53 activation, which in turn leads to p21 induction and stronger cell cycle arrest in p53 wild type cells. Moreover, since histone deacetylases can regulate complete gene expression programmes, the down-regulation of HDAC1 and SIRT1 might dramatically change the expression patterns, and therefore influence cell fate. In fact, HDAC inhibition has been shown to be very effective in cancer therapy. In addition, miR-449 and miR-34 downregulate two important cell cycle checkpoint proteins, Chk1 and BRCA1, and this can lead to cell death through mitotic catastrophe by interfering with normal mitotic checkpoint regulation. Thus, miR-449 can induce apoptosis in tumour cells in a p53-independent manner.While E2F1-induced miR-449 as well as p53-induced miR-34 promote p53 activity and apoptosis, they negatively regulate E2F1. Hence, the influence of E2F1 and p53 on each other and on cell fate decisions is sustained by the induction of two miRNA species from the same family. Both miR-449 and miR-34 could provide a twofold safety mechanism to avoid excessive E2F1-induced proliferation by leading to cell cycle arrest or apoptosis. de
dc.contributor.coReferee Pieler, Tomas Prof. Dr. de
dc.subject.topic Biology (incl. Psychology) de
dc.subject.ger E2F1 de
dc.subject.ger Apoptose de
dc.subject.ger microRNA de
dc.subject.ger Zellzyklusarrest de
dc.subject.ger Bronchialepithel de
dc.subject.ger Differenzierung de
dc.subject.ger microRNA-449 de
dc.subject.eng E2F1 de
dc.subject.eng Apoptosis de
dc.subject.eng microRNA de
dc.subject.eng cell cycle arrest de
dc.subject.eng bronchial epithelium de
dc.subject.eng differentiation de
dc.subject.eng microRNA-449 de
dc.subject.bk 42.13 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-3069-6 de
dc.identifier.purl webdoc-3069 de
dc.affiliation.institute Biologische Fakultät inkl. Psychologie de
dc.subject.gokfull WF de
dc.identifier.ppn 737896752 de

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