@phdthesis{Kumari2014,
  author    = {Kumari, Geeta},
  title     = {Molecular Characterization of the Induction of Cell Cycle Inhibitor p21 in Response to Inhibition of the Mitotic Kinase Aurora B},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-101327},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2014},
  abstract  = {Aurora B ist eine mitotische Kinase, die entscheidende Funktionen in der Zellteilung aus{\"u}bt. Aurora B ist außerdem in einer Vielzahl von Krebsarten mutiert oder {\"u}berexprimiert. Daher ist die Aurora B Kinase ein attraktives Ziel f{\"u}r die Tumortherapie. Gegenw{\"a}rtig werden Aurora B-Inhibitoren zur Behandlung von soliden Tumoren und Leuk{\"a}mien in verschiedenen klinischen Studien getestet. Es fehlen jedoch Informationen, welche molekularen Mechanismen den beschriebenen Ph{\"a}notypen wie Zellzyklusarrest, Aktivierung des Tumorsuppressors p53 und seines Zielgens p21 nach Aurora B-Hemmung zugrunde liegen. Hauptziel dieser Arbeit war es die Mechanismen der p21-Induktion nach Hemmung von Aurora B zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass nach Hemmung von Aurora B die p38 MAPK phosphoryliert und somit aktiviert wird. Experimente mit p38-Inhbitoren belegen, dass p38 f{\"u}r die Induktion von p21 und den Zellzyklusarrest ben{\"o}tigt wird. Die Stabilisierung von p53 nach Aurora B-Inhibition und die Rekrutierung von p53 an den p21-Genpromotor erfolgen jedoch unabh{\"a}ngig vom p38-Signalweg. Stattdessen ist p38 f{\"u}r die Anreicherung der elongierenden RNA-Polymerase II in der kodierenden Region des p21-Gens und f{\"u}r die Bildung des p21 mRNA Transkripts notwendig. Diese Daten zeigen, dass p38 transkriptionelle Elongation des p21-Gens nach Aurora B Hemmung f{\"o}rdert. In weiteren Untersuchungen konnte ich zeigen, dass die Aurora B-Hemmung zu einer Dephosphorylierung des Retinoblastoma-Proteins f{\"u}hrt und dadurch eine Abnahme der E2F-abh{\"a}ngigen Transkription bewirkt. Dies l{\"o}st indirekt einen Zellzyklusarrest aus. Weiterhin konnte mit Hilfe von synchronisierten Zellen gezeigt werden, dass p21 nach Durchlaufen einer abnormalen Mitose induziert wird, jedoch nicht nach Aurora B-Hemmung in der Interphase. Interessanterweise werden p38, p53 und p21 schon bei partieller Inhibition von Aurora B aktiviert. Die partielle Inhibition von Aurora B f{\"u}hrt zu chromosomaler Instabilit{\"a}t aber nicht zum Versagen der Zytokinese und zur Bildung polyploider Zellen. Damit korreliert die Aktivierung des p38-p53-p21-Signalweges nicht mit Tetraploidie sondern mit vermehrter Aneuploidie. Die partielle Hemmung von Aurora B f{\"u}hrt außerdem zur vermehrten Entstehung von reaktive Sauerstoffspezies (ROS), welche f{\"u}r die Aktivierung von p38, p21 und f{\"u}r den Zellzyklusarrest ben{\"o}tigt werden. Basierend auf diesen Beobachtungen kann folgendes Modell postuliert werden: Die Hemmung von Aurora B f{\"u}hrt zu Fehlern in der Chromosomenverteilung in der Mitose und damit zu Aneuploidie. Dies f{\"u}hrt zu vermehrter Produktion von ROS, m{\"o}glicherweise durch proteotoxischer Stress, hervorgerufen durch die Imbalanz der Proteinbiosynthese in aneuploiden Zellen. ROS bewirkt eine Aktivierung der p38 MAPK und tr{\"a}gt damit zur Induktion von p21 und dem resultierenden Zellzyklusarrest bei. Aneuploidie, proteotoxischer und oxidativer Stress stellen Schl{\"u}sselmerkmale von Tumorkrankungen dar. Anhand der Ergebnisse dieser Arbeit k{\"o}nnte die Kombination von Aurora B-Hemmstoffen mit Medikamenten, die gezielt aneuploide Zellen angreifen, in Tumorerkrankungen therapeutisch wirksam sein.},
  subject      = {Zellzyklus},
  language  = {en}
}