@phdthesis{Nayak2007,
  author    = {Nayak, Arnab},
  title     = {Sumoylation Modulates NFATc1-mediated Lymphokine Gene Expression},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-24722},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die Aktivit{\"a}t von Transkriptionsfaktoren kann durch die Modifikation mit SUMO positiv oder negativ beeinflusst werden, indem Protein-Protein-Interaktionen als auch die subzellul{\"a}re bzw. subnukle{\"a}re Lokalisation ver{\"a}ndert werden. In T-Zellen spielt die Familie der NFAT (Nuclear Factor of Activated T cells)-Transkriptionsfaktoren eine wichtige Rolle bei der Zytokingenregulation. NFATc1 wird durch die Verwendung zwei verschiedener Promotoren (P1 \& P2) bzw. Polyadenylierungsstellen (pA1 \& pA2) und alternativen Spleißens in sechs Isoformen exprimiert. Sie werden als NFATc1/alphaA, betaA, alphaB, betaB, alphaC und betaC bezeichnet, wobei alpha und beta sich auf die beiden unterschiedlichen 1. Exons und A, B, C sich auf die differentiell gespleißten und unterschiedlich langen C-Termini beziehen. Die NFATc1/A-Isoformen umfassen einen relativ kurzen C-Terminus, w{\"a}hrend die langen Isoformen B und C extra-C-terminale Peptide von 128 bzw. 246 Aminos{\"a}uren aufweisen. Um die spezifischen, biologischen Effekte der NFATc1-Isoformen zu untersuchen, wurde ein sog. ‚Yeast two Hybrid screen' mit einer humanen Milz-cDNA-Bibliothek und dem NFATc1/C-spezifischen C-Terminus durchgef{\"u}hrt. Am Ende wurden Ubc9 und PIAS1, Proteine, die an der Sumoylierung beteiligt sind, am h{\"a}ufigsten dedektiert. Anschließend konnte gezeigt werden, dass NFATc1 tats{\"a}chlich sumoyliert wird. Das Ausmaß an Sumoylierung ist Isoformen abh{\"a}ngig. W{\"a}hrend NFATc1/A, das eine einzige Sumoylierungsstelle besitzt, nur eine geringe Sumoylierung aufweist, f{\"u}hren die beiden zus{\"a}tzlichen Stellen in NFATc1/C zu einer effizienten Modifikation mit SUMO. Diese C-terminale Modifikation dirigiert NFATc1/C in SUMO-1-K{\"o}rperchen, die mit PML-nbs kolokalisieren. Dar{\"u}ber hinaus rekrutiert sumoyliertes NFATc1/C die transkriptionellen Korepressoren HDAC (sowohl Klasse I wie Klasse II HDACs), was zu einer signifikanten Verringerung der Histonazetylierung am IL-2-Promotor, eines wichtigen NFATc1-Zielgens, f{\"u}hrt. Konsequenterweise wurde eine Verminderung der IL-2-Produktion beobachtet, w{\"a}hrend NFATc1/C, das wegen Mutation der entscheidenden Lysine nicht mehr sumoyliert werden kann, ein dramatisch erh{\"o}htes Transaktivierungspotential am IL-2-Promotor aufwies. Das unterst{\"u}tzt unsere Daten, die mit einem IL-2-Promotor getriebenen Reporterassay gewonnen wurden und zeigen, dass das Transaktivierungspotential von NFATc1/C durch Sumoylierung herabgesetzt wird. Demzufolge {\"u}bt Sumoylierung einen negativen Effekt auf die transkriptionelle NFATc1-Aktivit{\"a}t aus. Immunfluoreszenzversuche zeigten, dass die Modifikation mit SUMO außerdem zur Relokalisation von NFATc1/C in transkriptionell inaktive, heterochromatische Regionen f{\"u}hrt, was durch die F{\"a}rbung von trimethyliertem Histon mit anti-H3K9 m3 nachgewiesen wurde. Interessanterweise war in Abwesenheit von Sumoylierung NFATc1 teilweise mit transkriptionellen Hotspots im Kern lokalisiert. Das mag zu dem h{\"o}heren Transkriptionspotential des nicht-sumoylierten NFATc1 beitragen. Es ist wichtig zu erw{\"a}hnen, dass die transkriptionelle Aktivit{\"a}t auf andere NFATc1-Zielgene durch die Sumoylierung von NFATc1 positiv verst{\"a}rkt war. Dies deutet auf einen nicht-universalen Effekt der Sumoylierung auf die NFATc1/C-Funktion hin. Demzufolge dirigiert Sumoylierung NFATc1 in Kernk{\"o}rperchen, wo es mit transkriptionellen Korepressoren interagiert und selbst ans Heterochromatin relokalisiert, was zu einer Repression der NFATc1/C vermittelten Transkription f{\"u}hrt. Als sehr wichtig erscheint, dass der Effekt der NFATc1/C-Sumoylierung Promotor spezifisch ist. Zusammengenommen ver{\"a}ndet die Modifikation mit SUMO die NFATc1-Funktion von einem Transaktivator zu einem DNA-Bindungsstellen spezifischen Repressor. Daher wird hier ein neuer regulatorischer Mechanismus aufgezeigt, der die Isoform spezifische NFAT-Funktion kontrolliert.},
  language  = {en}
}