TY  - THES
A1  - Schwarz, Gisela Maria
T1  - Regulation von c-MYC durch CIP2A im kolorektalen Karzinom
T1  - Regulation of c-MYC by CIP2A in colorectal cancer
N2  - Das kolorektale Karzinom ist eines der häufigsten beim Menschen vorkommenden
Karzinome [2]. Diesem liegen unterschiedliche Mutationen zugrunde, die in knapp 100%
der kolorektalen Karzinome zu einer Überexpression von MYC führen, welches als
Transkriptionsfaktor maßgeblich den Zellzyklus, Proliferation und Vaskularisierung
beeinflusst [10,16]. Damit stellt MYC ein potenzielles Therapieziel in der Behandlung des
Kolorektalen Karzinoms dar. Zusätzlich konnte in den letzten Jahren ein Onkoprotein
namens CIP2A identifiziert werden, welches nach Depletion mit einem Verlust von MYC
Protein einhergeht [69]. Zusätzlich ist CIP2A ein unabhängiger prognostischer Faktor im
Kolorektalen Karzinom [70].
Diese Arbeit konnte zeigen, dass CIP2A-depletierte Zellen einen deutlichen
Wachstumsnachteil gegenüber unbehandelten Zellen zeigen. Dieser Unterschied kann nicht
durch eine gesteigerte Apoptose, sondern vielmehr durch einen verlängerten Zellzyklus
erklärt werden. Weiterhin konnte eine neue Zelllinie mit DOX-induzierbarer shCIP2A
hergestellt werden, die für weitere Experimente genutzt werden kann. Entgegen der
Wirkweise im Zervixkarzinom [69], konnte im kolorektalen Karzinom kein Einfluss auf die
Stabilität von MYC Protein durch CIP2A nachgewiesen werden. Auch konnte der Verlust
von MYC nach CIP2A Knockdown nicht durch gleichzeitige Inhibierung des Abbaus, durch
Okadasäure, MG132 oder in den FBWX7-defizienten Zellen, verhindert werden. Stattdessen
resultiert die Herunterregulation von CIP2A in einem leichten Rückgang der MYC-mRNA
Menge und einem deutlichen Verlust an MYC-Protein. In Zellen mit verschiedenen
Konstrukten der MYC Transkripte kann dieser Verlust an MYC Protein auf eine
translationelle Regulation in der 5’UTR zurückgeführt werden, was eine bisher nicht
beschriebene Wirkweise von CIP2A darstellt. Da CIP2A in normalen Zellen praktisch nicht
exprimiert ist [78], könnte dies ein mögliches Ziel in der Tumortherapie darstellen. Dieses
gilt es in weiteren Experimenten noch genauer zu untersuchen.
N2  - Colorectal Cancer is one of the most common type of cancer in human beings [2]. These are based on different mutations, which, in nearly 100%, lead to overexpression of MYC. As an transcription factor, MYC influences cell cyclus, proliferation and vascularization [10,16]. So MYC appears to be a good target in the therapy of colorectal cancer. Additionally a oncoprotein called CIP2A could be identified in the last years, which depletion leads also to a loss of MYC protein [69]. CIP2A was also found to be a independent prognostic factor in colorectal cancer [70]. 
In this work it could be demonstrated, that CIP2A-depleted cells show disadvantage in cell growth compared to the untreated cells. This difference could not be explained through an increased cell death, but an extended cell cycle. Additionally, a new cell line with DOX-inducible shRNA against CIP2A was established, which can be used for further experiments. Contrary to the mode of action which was found in cells of cervix carcinoma [69] we could not see an influence of CIP2A on the stability of MYC. Furthermore, the loss of MYC protein after knockdown of CIP2A could not be prevented by simultaneous inhibition of MYC degradation by okadaic acid, MG132 or in FBWX7-deficient cells. Instead knockdown of CIP2A lead to little decrease of MYC-mRNA and a clear loss of MYC protein. In cells with different constructs of MYC mRNA the loss of MYC protein can be attributed to a regulation in the 5’UTR. Because CIP2A is rarely expressed in normal tissue [78] it seems to be a possible target in the treatment of colorectal cancer. This should be further evaluated in future experiments.
KW  - Myc
KW  - Translation <Genetik>
KW  - CIP2A
KW  - PP2A
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-276181
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schäfer, Simon
T1  - Wirkung der Vaccinia-viral kodierten Proteine Relaxin 1 und Matrixmetalloproteinase 9 auf die extrazelluläre Matrix und die virale Ausbreitung im Tumorgewebe
T1  - Effect of the Vaccina virus-encoded proteins relaxin 1 and matrix metalloproteinase 9 on the extracellular matrix and viral spreading within the tumor tissue
N2  - Die heute in der Krebstherapie vorherrschenden konventionellen Therapiemethoden weisen Defizite bezüglich ihrer Wirksamkeit auf und rufen oftmals gravierende Nebenwirkungen hervor. Eine Alternative für die Behandlung von Tumoren ist der Einsatz onkolytischer Viren. Um einen erfolgreichen klinischen Einsatz onkolytischer Viren zu ermöglichen, ist eine Verstärkung von deren Wirksamkeit durch die Insertion therapeutischer Gene wünschenswert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte der Abbau von Proteinen der extrazellulären Matrix durch die Insertion des Relaxin- oder Matrixmetalloproteinase 9-Gens (MMP-9) in das Vaccinia-Virus Genom erreicht und dadurch die Virusausbreitung im Tumorgewebe erleichtert werden. Hierfür wurden die rekombinanten Vaccinia-Viren GLV-1h169, codierend für das Hormon Relaxin und GLV-1h255, codierend für das Enzym MMP-9, eingesetzt. Es wurde analysiert, ob die Expression dieser Proteine zu einem Abbau von Matrixproteinen führt, dies die Virusausbreitung erleichtert und die Lyse infizierter Tumorzellen gegenüber dem parentalen Virus GLV-1h68 verstärkt. GLV-1h169 wurde in DU145-, PC3- und C33A-Tumor-tragende Mäuse injiziert und die Wirkung des viral-codierten Relaxins auf die extrazelluläre Matrix und die virale Ausbreitung im Tumorgewebe analysiert. In Zellkultur-Experimenten wurde ermittelt, dass die Insertion des Relaxin-Gens in das GLV-1h169-Genom das Replikationsverhalten in DU145-Zellen gegenüber dem des parentalen Virus GLV-1h68 nicht negativ beeinflusst. In DU145-, PC3- und C33A-Tumorschnitten konnte eine Expression von Relaxin in GLV-1h169-infizierten Bereichen nachgewiesen werden. Die Expression von Relaxin soll durch die Aktivierung des Relaxin-Signalweges zur Translation von MMP-9 führen. Das Enzym wird von infizierten Zellen sezerniert und spaltet Proteine der extrazellulären Matrix. Der Gehalt der MMP-9 Substrate Collagen IV und Laminin in GLV-1h169 behandelten DU145- und C33A-Tumoren wurde analysiert und mit jenem in GLV-1h68- und PBS- behandelten Tumoren verglichen. In Virus-behandelten DU145-Tumoren zeigte sich im Vergleich mit PBS-behandelten Tumoren ein signifikant verringerter Collagen IV- und Laminingehalt. Weiterhin war der Collagen IV-Gehalt in GLV-1h169 infizierten Tumoren signifikant niedriger als in GLV-1h68 infizierten. Dies führte jedoch nicht zu einer Erhöhung des Virustiters und nicht zu einer verbesserten Virusausbreitung. GLV-1h68- und GLV-1h169-infizierte Tumore zeigten gegenüber PBS-behandelten Tumoren eine starke Regression. Die GLV-1h169-vermittelte Relaxin-Expression führte jedoch nicht zu einer weiteren Verstärkung der Tumorregression. In Virus-behandelten C33A-Tumoren wurde eine signifikante Erhöhung des Collagen IV- und Laminingehalts gegenüber PBS-behandelten Tumoren nachgewiesen. Dies könnte durch eine Virus-induzierte Inflammationsreaktion hervorgerufen werden, die eine Fibroblasten-vermittelte Collagenablagerung nach sich zieht. Das MMP-9 Expressionsle-vel war in Virus-behandelten Tumoren gegenüber PBS-behandelten signifikant erhöht, jedoch bewirkte die GLV-1h169-vermittelte Expression von Relaxin keine zusätzliche MMP-9 Expression. In Tumorrandbereichen erfolgte eine Expression von Relaxin und MMP-9, im Tumorinneren jedoch nur eine Expression von Relaxin. Hingegen wurde eine Korrelation zwischen der MMP-9-Expression und der Präsenz MHC II-positiver Zellen beobachtet. Diese Zellen migrieren von außen in das Tumorgewebe und exprimieren dort MMP-9. Bei der Analyse der Virustiter und –ausbreitung im Tumorgewebe zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen GLV-1h68- und GLV-1h169-injizierten Tieren. Die Injektion von beiden onkolytischen Viren in C33A-Tumor-tragende Mäuse führte zu einer starken Tumorregression. Diese wurde jedoch nicht durch die GLV-1h169-vermittelte Relaxin-Expression beeinflusst. Da die Aktivierung des Relaxin-Signalweges zu einer Expression des vascular endothelial growth factors (VEGF) führen kann, welcher die Angiogenese stimuliert, wurde die Blutgefäßdichte in C33A-Tumoren ermittelt. Die Expression von Relaxin führte nicht zu einer erhöhten Blutgefäßdichte. Die Basalmembran von Blutgefäßen enthält Collagen IV, deshalb wurde untersucht, ob die Relaxin-Expression eine erhöhte Permeabilität der Gefäße bewirkt. In den Virus-behandelten Tumoren zeigte sich eine gegenüber PBS-behandelten Tumoren signifikant erhöhte Gefäß-Permeabilität, jedoch bewirkte die Expression von Relaxin keine weitere Erhöhung der Gefäß-Permeabilität...
N2  - The currently dominating conventional cancer therapy methods are facing limitations regarding their efficacy and often cause severe side effects. An alternative for the treatment of tumors is the use of oncolytic viruses. To ensure a successful clinical application of oncolytic viruses, an enhanced efficacy by the insertion of therapeutic genes is desirable. In the scope of this thesis, a degradation of extracellular matrix proteins should be achieved by the insertion of the relaxin or matrix metalloproteinase 9 gene into the vaccinia virus genome, facilitating increased viral spreading in the tumor tissue. To this end, the recombinant vaccinia viruses GLV-1h169, encoding the hormone relaxin and GLV-1h255, encoding the enzyme MMP-9 were used. It was analyzed whether the expression of these proteins causes a degradation of matrix proteins and leads to an increased viral spreading and an enhanced lysis of infected tumor cells, when compared to the parental virus GLV-1h68. DU145, PC3 and C33A tumor-bearing mice, respectively, were injected with GLV-1h169 and the effect of virus-encoded relaxin on the extracellular matrix and viral spreading inside the tumor mass was analyzed. Tissue culture experiments confirmed that the inser-tion of the relaxin gene into the GLV-1h169 genome does not negatively influence the virus replication in DU145 cells when compared to that of the parental virus GLV-1h68. An expression of relaxin in GLV-1h169-infected tumor areas in DU145, PC3 and C33A tumor sections was shown. The expression of relaxin should activate the relaxin pathway, inducing the translation of MMP-9. The enzyme is secreted by infected cells and cleaves proteins of the extracellular matrix. The content of the MMP-9 substrates collagen IV and laminin in GLV-1h169-treated DU145 and C33A tumors was analyzed and compared to that of GLV-1h68- and PBS-treated tumors. Virus-treated tumors showed a significantly lower collagen IV and laminin content than those treated with PBS. Furthermore, the collagen IV content in GLV-1h169-treated tumors was significantly lower than in those treated with GLV-1h68. This did not lead to higher virus titers or to an enhanced virus spreading. Compared to PBS-treated tumors, those infected with GLV-1h68 or GLV-1h169 regressed significantly. The GLV-1h169-mediated relaxin expression did not further enhance tumor regression. Virus-treated C33A tumors showed a significantly increased collagen IV and laminin con-tent compared to those treated with PBS. This could be due to a virus-induced inflamma-tion, leading to a fibroblast-mediated collagen deposition. The MMP-9 expression level in virus-treated tumors was significantly higher than in those treated with PBS. However, the GLV-1h169-mediated expression of relaxin did not further increase MMP-9 expression. In outer tumor areas relaxin and MMP-9 were expressed, in inner tumor areas only relaxin was expressed. In contrast, a correlation between the expression of MMP-9 and the presence of MHC II-positive cells was observed. These cells migrate from the outside into the tumor tissue where they express MMP-9. The analysis of virus titers and spreading inside the tumor mass revealed no significant differences between GLV-1h68- and GLV-1h169-injected mice. The injection of both oncolytic viruses led to a pronounced tumor regression, which was not further enhanced by the GLV-1h169-mediated expression of relaxin...
KW  - Relaxin
KW  - Vaccinia-Virus
KW  - Prostatakrebs
KW  - MMP-9
KW  - Cervix-Karzinom
KW  - onkolytische Virustherapie
KW  - MMP-9
KW  - Cervix carcinoma
KW  - oncolytic virotherapy
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69592
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schäfer, Simon
A1  - Weibel, Stephanie
A1  - Donat, Ulrike
A1  - Zhang, Qian
A1  - Aguilar, Richard J.
A1  - Chen, Nanhai G.
A1  - Szalay, Aladar A.
T1  - Vaccinia virus-mediated intra-tumoral expression of matrix metalloproteinase 9 enhances oncolysis of PC-3 xenograft tumors
N2  - Background: Oncolytic viruses, including vaccinia virus (VACV), are a promising alternative to classical mono-cancer treatment methods such as surgery, chemo- or radiotherapy. However, combined therapeutic modalities may be more effective than mono-therapies. In this study, we enhanced the effectiveness of oncolytic virotherapy by matrix metalloproteinase (MMP-9)-mediated degradation of proteins of the tumoral extracellular matrix (ECM), leading to increased viral distribution within the tumors. Methods: For this study, the oncolytic vaccinia virus GLV-1h255, containing the mmp-9 gene, was constructed and used to treat PC-3 tumor-bearing mice, achieving an intra-tumoral over-expression of MMP-9. The intra-tumoral MMP-9 content was quantified by immunohistochemistry in tumor sections. Therapeutic efficacy of GLV-1h255 was evaluated by monitoring tumor growth kinetics and intra-tumoral virus titers. Microenvironmental changes mediated by the intra-tumoral MMP-9 over-expression were investigated by microscopic quantification of the collagen IV content, the blood vessel density (BVD) and the analysis of lymph node metastasis formation. Results: GLV-1h255-treatment of PC-3 tumors led to a significant over-expression of intra-tumoral MMP-9, accompanied by a marked decrease in collagen IV content in infected tumor areas, when compared to GLV-1h68-infected tumor areas. This led to considerably elevated virus titers in GLV-1h255 infected tumors, and to enhanced tumor regression. The analysis of the BVD, as well as the lumbar and renal lymph node volumes, revealed lower BVD and significantly smaller lymph nodes in both GLV-1h68- and GLV-1h255- injected mice compared to those injected with PBS, indicating that MMP-9 over-expression does not alter the metastasis-reducing effect of oncolytic VACV. Conclusions: Taken together, these results indicate that a GLV-1h255-mediated intra-tumoral over-expression of MMP-9 leads to a degradation of collagen IV, facilitating intra-tumoral viral dissemination, and resulting in accelerated tumor regression. We propose that approaches which enhance the oncolytic effect by increasing the intra-tumoral viral load, may be an effective way to improve therapeutic outcome.
KW  - Biochemie
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-78220
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Schäfer, Simon
A1  - Weibel, Stephanie
A1  - Donat, Ulrike
A1  - Zhang, Quian
A1  - Aguilar, Richard J.
A1  - Chen, Nanhai G.
A1  - Szalay, Aladar A.
T1  - Vaccinia virus-mediated intra-tumoral expression of matrix metalloproteinase 9 enhances oncolysis of PC-3 xenograft tumors
JF  - BMC Cancer
N2  - Background
Oncolytic viruses, including vaccinia virus (VACV), are a promising alternative to classical mono-cancer treatment methods such as surgery, chemo- or radiotherapy. However, combined therapeutic modalities may be more effective than mono-therapies. In this study, we enhanced the effectiveness of oncolytic virotherapy by matrix metalloproteinase (MMP-9)-mediated degradation of proteins of the tumoral extracellular matrix (ECM), leading to increased viral distribution within the tumors.

Methods
For this study, the oncolytic vaccinia virus GLV-1h255, containing the mmp-9 gene, was constructed and used to treat PC-3 tumor-bearing mice, achieving an intra-tumoral over-expression of MMP-9. The intra-tumoral MMP-9 content was quantified by immunohistochemistry in tumor sections. Therapeutic efficacy of GLV-1h255 was evaluated by monitoring tumor growth kinetics and intra-tumoral virus titers. Microenvironmental changes mediated by the intra-tumoral MMP-9 over-expression were investigated by microscopic quantification of the collagen IV content, the blood vessel density (BVD) and the analysis of lymph node metastasis formation.

Results
GLV-1h255-treatment of PC-3 tumors led to a significant over-expression of intra-tumoral MMP-9, accompanied by a marked decrease in collagen IV content in infected tumor areas, when compared to GLV-1h68-infected tumor areas. This led to considerably elevated virus titers in GLV-1h255 infected tumors, and to enhanced tumor regression. The analysis of the BVD, as well as the lumbar and renal lymph node volumes, revealed lower BVD and significantly smaller lymph nodes in both GLV-1h68- and GLV-1h255- injected mice compared to those injected with PBS, indicating that MMP-9 over-expression does not alter the metastasis-reducing effect of oncolytic VACV.

Conclusions
Taken together, these results indicate that a GLV-1h255-mediated intra-tumoral over-expression of MMP-9 leads to a degradation of collagen IV, facilitating intra-tumoral viral dissemination, and resulting in accelerated tumor regression. We propose that approaches which enhance the oncolytic effect by increasing the intra-tumoral viral load, may be an effective way to improve therapeutic outcome.
KW  - microenvironment
KW  - angiogenesis
KW  - therapy
KW  - cancer
KW  - breast-tumors
KW  - matrix metalloproteinases
KW  - adenovirus
KW  - carcinoma
KW  - prostate
KW  - mice
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-140800
VL  - 12
IS  - 366
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schäffler, Katrin M.
T1  - Regulation der eukaryotischen Translation durch RNA-bindende Faktoren: Strukturelle und funktionelle Charakterisierung des La-verwandten Proteins 4B (LARP4B)
T1  - Regulation of the eukaryotic translation by RNA-binding factors: structural and functional characterization of the La-related protein 4B (LARP4B)
N2  - In Zellen liegen RNAs in Form von Ribonukleoprotein-Komplexen (RNP) vor, wobei das Zusammenwirken von RNA und Proteinen die Funktionen der einzelnen RNPs definiert. RNA-bindenden Proteinen kommt demnach eine zentrale Bedeutung beim Verständnis des RNA-Metabolismus zu. Zu dieser Proteingruppe zählen auch die La-verwandten Proteine (engl. La-related proteins, LARPs), welche eine evolutionär konservierte Familie von Faktoren bilden und durch eine putative RNA-bindende Domäne, dem La Modul, charakterisiert sind. Bereits für zwei Vertreter dieser Proteinklasse (LARP3 und LARP7) konnte eine über das La Modul vermittelte spezifische Interaktion mit uridylreichen RNA-Sequenzen gezeigt werden. Ziel dieser Arbeit war es, einen Vertreter der LARP-Familie, das sogenannte LARP4B, sowohl biochemisch als auch strukturell zu untersuchen und es somit einem zellulären Prozess zuzuordnen. Zellbiologische Studien zeigten zunächst, dass LARP4B unter normalen Wachstumsbedingungen eine homogene zytoplasmatische Verteilung aufweist. Unter Stressbedingungen akkumuliert LARP4B hingegen in diskreten subzellulären Domänen, den sogenannten Stress Granules (SGs). Obwohl SGs bislang noch wenig funktionell untersucht sind, wird davon ausgegangen, dass sie der reversiblen Speicherung von mRNA-gebundenen Translationsfaktoren dienen. Durch affinitätschromatographische Strategien ließen sich spezifische Interaktionspartner von LARP4B identifizieren. Als direkte Bindungspartner wurden das zytoplasmatische Poly (A) bindende Protein 1 (PABPC1) und der Rezeptor für aktivierte C Kinase 1 (RACK1) gefunden. Darüber hinaus zeigten Sedimentationsanalysen, dass LARP4B nahezu quantitativ mit Ribosomen und Polyribosomen assoziiert vorliegt. Diese Studie identifizierte daher LARP4B als ein Protein, das mit Schlüsselfaktoren der eukaryotischen Translation wechselwirkt. In Übereinstimmung mit diesen Befunden reduziert ein RNAi-induzierter Mangel des Proteins die Translationsrate drastisch, während die Überexpression von LARP4B in vivo zu einer Stimulation der Proteinbiosynthese führt. Da dieser stimulatorische Einfluss bei einer Vielzahl unterschiedlicher mRNA-Spezies detektiert werden konnte, kann LARP4B als genereller, positiver Translationsfaktor angesehen werden. Interessanterweise wurden in Studien, die zeitgleich für das verwandte LARP1 durchgeführt wurden, vergleichbare zelluläre Interaktionen wie für LARP4B beschrieben. Um zu klären, ob beide LARPs Orthologe darstellen und funktionelle Redundanz zeigen, wurde in der vorgelegten Arbeit ein Vergleich von LARP4B mit LARP1 durchgeführt. Unabhängige in vivo Studien und Sedimentationsanalysen zeigten deutlich, dass beide Proteine im mRNA-Metabolismus agieren, jedoch in diesem unterschiedliche Phasen der eukaryotischen Proteinbiosynthese beeinflussen.
N2  - The cooperation of RNA with different classes of proteins in so called ribonucleoprotein complexes (RNPs) is essential for the function of these RNPs. Therefore, RNA-binding proteins play a crucial role to understand the complex mechanisms of RNA-metabolism. One family of such proteins comprise the La-related proteins (LARPs). These evolutionary conserved factors are characterized by a putative RNA-binding domain, named the La module. For two of these factors (LARP3 and LARP7) a specific interaction with RNA containing uridine-rich sequence elements mediated via their La module could be described. The present work describes the biochemical and structural characterization of LARP4B, a thus far uncharacterized member of the LARP family. Immunofluorescence analyses identified LARP4B as a cytosolic protein that accumulates upon arsenite treatment in cellular stress granules (SGs). While still not sufficiently determined, these domains are believed to serve as storage pools for stalled, mRNA-bound translation initiation complexes formed upon polyribosome disassembly. Biochemical experiments further uncovered an interaction of LARP4B with the Poly(A) binding protein cytosolic 1 (PABPC1) and the receptor for activated C Kinase 1 (RACK1). Moreover, under physiological conditions, LARP4B co-sediments almost quantitatively with polysomes in cellular extracts, suggesting a role in translation. In agreement with this notion, knockdown of LARP4B by RNA-interference impaired translation of cellular mRNAs whereas over-expression stimulated protein synthesis. As this stimulatory effect could be detected for a wide range of different mRNA-species, LARP4B hence represents a general stimulator of translation. Interestingly, parallel studies uncovered comparable cellular interactions for another LARP family member (LARP1). To test whether LARP4B and LARP1 represent orthologs possessing redundant function, these two factors have been compared in this work using several independent in vivo and in vitro studies. These data clearly showed that both proteins positively influence RNA-metabolism but influence different phases of protein biosynthesis.
KW  - Translation <Genetik>
KW  - Eukaryoten
KW  - Ribonucleoproteine
KW  - Regulation
KW  - LARP4B
KW  - La Protein
KW  - PABPC1
KW  - RACK1
KW  - translation
KW  - LARP4B
KW  - La protein
KW  - PABPC1
KW  - RACK1
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-69809
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Sendell-Price, Ashley T.
A1  - Tulenko, Frank J.
A1  - Pettersson, Mats
A1  - Kang, Du
A1  - Montandon, Margo
A1  - Winkler, Sylke
A1  - Kulb, Kathleen
A1  - Naylor, Gavin P.
A1  - Phillippy, Adam
A1  - Fedrigo, Olivier
A1  - Mountcastle, Jacquelyn
A1  - Balacco, Jennifer R.
A1  - Dutra, Amalia
A1  - Dale, Rebecca E.
A1  - Haase, Bettina
A1  - Jarvis, Erich D.
A1  - Myers, Gene
A1  - Burgess, Shawn M.
A1  - Currie, Peter D.
A1  - Andersson, Leif
A1  - Schartl, Manfred
T1  - Low mutation rate in epaulette sharks is consistent with a slow rate of evolution in sharks
JF  - Nature Communications
N2  - Sharks occupy diverse ecological niches and play critical roles in marine ecosystems, often acting as apex predators. They are considered a slow-evolving lineage and have been suggested to exhibit exceptionally low cancer rates. These two features could be explained by a low nuclear mutation rate. Here, we provide a direct estimate of the nuclear mutation rate in the epaulette shark (Hemiscyllium ocellatum). We generate a high-quality reference genome, and resequence the whole genomes of parents and nine offspring to detect de novo mutations. Using stringent criteria, we estimate a mutation rate of 7×10\(^{−10}\) per base pair, per generation. This represents one of the lowest directly estimated mutation rates for any vertebrate clade, indicating that this basal vertebrate group is indeed a slowly evolving lineage whose ability to restore genetic diversity following a sustained population bottleneck may be hampered by a low mutation rate.
KW  - evolutionary genetics
KW  - genomics
KW  - molecular evolution
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-357827
VL  - 14
ER  - 
TY  - THES
A1  - Song, Boyuan
T1  - Structural and functional studies of \(Saccharomyces\) \(cerevisiae\) Ccr4-Not complex with Electron microscopy
T1  - Strukturelle und funktionelle Untersuchungen von \(Saccharomyces\) \(cerevisiae\) Ccr4-Not Komplexen mittels Elektronenmikroskopie
N2  - The degradation of poly-adenosine tails of messenger RNAs (mRNAs) in the eukaryotic cells is a determining step in controlling the level of gene expression. The highly conserved Ccr4-Not complex was identified as the major deadenylation complex in all eukaryotic organisms. Plenty of biochemical studies have shown that this complex is also involved in many aspects of the mRNA metabolism, but we are still lacking the detailed structural information about its overall architecture and conformational states that could help to elucidate its multifunction and the way it is coordinated in the cells. Such information can also provide a basis to finding a possible way of intervention since the complex is also involved in some diseases such as cancer and cardiovascular disorders in humans. Meanwhile, the single particle Cryo-EM method has been through a “resolution revolution” recently due to the use of the newly developed direct electron detectors and has since resolved the high-resolution structures of many macromolecular protein complexes in their near-native state. Therefore, it was employed as a suitable method for studying the Ccr4-Not complex here. In this work, the Falcon 3EC direct detector mounted on the 300kV Titan Krios G3i Cryo-EM was evaluated for its practical performance at obtaining high-quality Cryo-EM data from protein samples of different molecular sizes. This served as a proof of principle for this detector’s capabilities and as a data collection guidance for studying the macromolecular complexes, such as the Ccr4-Not, when using an advanced high-performance microscope system. Next, the endogenous yeast Ccr4-Not complex was also purified via the immunoaffinity purification method and evaluated using negative staining EM to assess the conditions of the complex before proceeding to sample preparation for Cryo-EM. This has shown that the complex had an unexpected inherently dynamic property in vitro and extra optimisation procedures were needed to stabilise the complex during the purification and sample preparation. In addition, by using the label-free quantitative Mass spectrometry to examine the coimmunoprecipitated complex via different tagged subunits, it was deduced that two of the subunits (Not3/Not5) that shared some sequence similarity might compete for association with the scaffold subunit of the complex. An uncharacterised protein was also identified coimmunoprecipitating with the Caf130 subunit of the yeast complex. Cryo-EM data from the purified complex provided a low-resolution map that represents a surprisingly smaller partial complex as compared to 3D structures from previous studies, although gel electrophoresis and Mass spectrometry data have identified all of the nine subunits of the Ccr4-Not core complex in the sample. It was concluded that due to the presence of many predicted unstructured regions VI in the subunits and their dynamic composition in solution, the native complex could have been spontaneously denatured at the air/water interface during the sample preparation thus limiting the resolution of the Cryo-EM reconstruction. The purified complex was also examined for its deadenylase and ubiquitin ligase activity by in vitro assays. It was shown that the native complex has a different rate of activity and possibly also a different mode of action compared to the recombinant complexes from other species under similar reaction conditions. The Not4 E3 ligase was also shown to be active in the complex and was likely auto-ubiquitinated in the absence of a substrate. Both types of assays have also shown that the conformational flexibility does not seem to affect the enzymatic reactions when using a chemically crosslinked form of the complex for the assay, which implies that there can be other underlying mechanisms coordinating its structural and functional relationship. The findings from this work have therefore moved our understanding of the Ccr4-Not complex forward by looking at the different structural and functional behaviours of the endogenous complex, especially highlighting the obstacles in sample preparation for the native complex in high-resolution Cryo-EM. This would serve as foundation for future studies on the mechanism of this complex’s catalytic functions and also for optimising the Cryo-EM sample to generate better data that could eventually resolve the structure to a high-resolution.
N2  - Der Abbau des Poly(A)-Schwanzes von Messenger-RNAs (mRNA) in den eukaryotischen Zellen ist ein entscheidender Schritt bei der Kontrolle des Niveaus der Genexpression. Der hochkonservierte Ccr4-Not-Komplex wurde in allen eukaryotischen Organismen als der Hauptdeadenylierungskomplex identifiziert. Zahlreiche biochemische Studien haben gezeigt, dass dieser Komplex auch an vielen Aspekten des mRNA-Metabolismus beteiligt ist. Uns fehlen jedoch noch die detaillierten Strukturinformationen über seine Gesamtarchitektur und seine Konformationszustände, die zur Aufklärung seiner Multifunktion und seiner Koordinierung in den Zellen beitragen könnten. Solche Informationen können auch Grundlage für die Suche nach einem möglichen Interventionsweg bieten, da der Komplex auch an einigen Krankheiten wie Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen des Menschen beteiligt ist. In der Zwischenzeit hat die Einzelpartikel-Kryo-EM-Methode aufgrund der Verwendung der neu entwickelten direkten Elektronendetektoren kürzlich eine „Auflösungsrevolution“ durchlaufen und seitdem die hochauflösenden Strukturen vieler makromolekularer Proteinkomplexe in ihrem nahezu nativen Zustand aufgelöst. Daher wurde es hier als geeignete Methode zur Untersuchung des Ccr4-Not-Komplexes eingesetzt.
In dieser Arbeit wurde der Falcon 3EC-Direktdetektor, der an das 300-kV-Titan Krios G3i Kryo-EM montiert ist, auf seine praktische Leistung bei der Gewinnung hochwertiger Kryo-EM-Daten aus Proteinproben unterschiedlicher Molekülgröße untersucht. Dies diente als Grundsatznachweis für die Fähigkeiten des Detektors und als Leitfaden für die Datenerfassung zur Untersuchung der makromolekularen Komplexe wie Ccr4-Not bei Verwendung eines fortschrittlichen Hochleistungsmikroskopsystems. Als nächstes wurde der endogene Hefe-Ccr4-Not-Komplex auch über das Immunaffinitäts-Reinigungsverfahren gereinigt und unter Verwendung einer negativ gefärbten EM bewertet, um die Bedingungen des Komplexes zu bewerten, bevor mit der Probenvorbereitung für Kryo-EM fortgefahren wurde. Dies hat gezeigt, dass der Komplex in vitro eine unerwartete inhärent dynamische Eigenschaft aufwies und zusätzliche Optimierungsverfahren erforderlich waren, um den Komplex während der Reinigung und Probenvorbereitung zu stabilisieren. Darüber hinaus wurde unter Verwendung der markierungsfreien quantitativen Massenspektrometrie zur Untersuchung des co-immunpräzipitierten Komplexes über verschiedene markierte Untereinheiten abgeleitet, dass zwei der Untereinheiten (Not3 / Not5), die eine gewisse Sequenzähnlichkeit teilen, um die Verbindung mit der Gerüstuntereinheit des Komplexes konkurrieren könnten. Es wurde auch ein nicht charakterisiertes Protein identifiziert, das zusammen mit der Caf130-Untereinheit des Hefekomplexes immunpräzipitiert. Kryo-EM-Daten aus dem gereinigten Komplex lieferten eine Karte mit niedriger Auflösung, die im Vergleich zu 3D-Strukturen aus früheren Studien einen überraschend kleineren Teilkomplex darstellt, obwohl Gelelektrophorese- und Massenspektrometriedaten gezeigt haben, dass alle neun Untereinheiten des Ccr4-Not Kernkomplexware in der Probe vorhanden waren. Daraus kann man schließen, dass aufgrund des Vorhandenseins vieler vorhergesagter unstrukturierter Regionen in den Untereinheiten und ihrer dynamischen Zusammensetzung in Lösung der native Komplex während der Probenvorbereitung an der Luft / Wasser-Grenzfläche spontan denaturiert werden konnte, wodurch die Auflösung des Kryo-EM Wiederaufbaus begrenzt wurde.
Der gereinigte Komplex wurde auch durch In-vitro-Tests auf seine Deadenylase- und Ubiquitin-Ligase-Aktivität untersucht. Es wurde aufgezeigt, dass der native Komplex eine andere Aktivitätsrate und möglicherweise auch eine andere Wirkungsweise aufweist als die rekombinanten Komplexe anderer Spezies unter ähnlichen Reaktionsbedingungen. Es wurde auch dargestellt, dass die Not4 E3-Ligase in dem Komplex aktiv ist und wahrscheinlich in Abwesenheit eines Substrats automatisch ubiquitiniert wird. Beide Arten von Assays haben auch gezeigt, dass die Konformationsflexibilität die enzymatischen Reaktionen bei Verwendung einer chemisch vernetzten Form des Komplexes für den Assay nicht zu beeinflussen scheint, was impliziert, dass es andere zugrunde liegende Mechanismen geben kann, die seine strukturelle und funktionelle Beziehung koordinieren.
Die Ergebnisse dieser Arbeit haben daher unser Verständnis des Ccr4-Not-Komplexes weiterentwickelt, indem wir die unterschiedlichen strukturellen und funktionellen Verhaltensweisen des endogenen Komplexes untersucht und insbesondere die Hindernisse bei der Probenvorbereitung für den nativen Komplex im hochauflösendem Kryo-EM hervorgehoben haben. Dies würde als Grundlage für zukünftige Forschungen dienen, die Mechanismen seiner katalytischen Funktionen weiter zu untersuchen und auch die Kryo-EM-Probe zu optimieren, um bessere Daten zu generieren, die die Struktur schließlich in eine hohe Auflösung auflösen könnten.
KW  - CCR4
KW  - Ccr4-Not
KW  - biochemistry
KW  - electron microscopy
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-216527
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Spivey, Tara L.
A1  - De Giorgi, Valeria
A1  - Zhao, Yingdong
A1  - Bedognetti, Davide
A1  - Pos, Zoltan
A1  - Liu, Qiuzhen
A1  - Tomei, Sara
A1  - Ascierto, Maria Libera
A1  - Uccellini, Lorenzo
A1  - Reinboth, Jennifer
A1  - Chouchane, Lotfi
A1  - Stroncek, David F.
A1  - Wang, Ena
A1  - Marincola, Francesco M.
T1  - The stable traits of melanoma genetics: an alternate approach to target discovery
JF  - BMC Genomics
N2  - Background: The weight that gene copy number plays in transcription remains controversial; although in specific cases gene expression correlates with copy number, the relationship cannot be inferred at the global level. We hypothesized that genes steadily expressed by 15 melanoma cell lines (CMs) and their parental tissues (TMs) should be critical for oncogenesis and their expression most frequently influenced by their respective copy number. 
Results: Functional interpretation of 3,030 transcripts concordantly expressed (Pearson's correlation coefficient p-value < 0.05) by CMs and TMs confirmed an enrichment of functions crucial to oncogenesis. Among them, 968 were expressed according to the transcriptional efficiency predicted by copy number analysis (Pearson's correlation coefficient p-value < 0.05). We named these genes, "genomic delegates" as they represent at the transcriptional level the genetic footprint of individual cancers. We then tested whether the genes could categorize 112 melanoma metastases. Two divergent phenotypes were observed: one with prevalent expression of cancer testis antigens, enhanced cyclin activity, WNT signaling, and a Th17 immune phenotype (Class A). This phenotype expressed, therefore, transcripts previously associated to more aggressive cancer. The second class (B) prevalently expressed genes associated with melanoma signaling including MITF, melanoma differentiation antigens, and displayed a Th1 immune phenotype associated with better prognosis and likelihood to respond to immunotherapy. An intermediate third class (C) was further identified. The three phenotypes were confirmed by unsupervised principal component analysis. 
Conclusions: This study suggests that clinically relevant phenotypes of melanoma can be retraced to stable oncogenic properties of cancer cells linked to their genetic back bone, and offers a roadmap for uncovering novel targets for tailored anti-cancer therapy.
KW  - tumors
KW  - comparative genomic hybridization
KW  - coloteral cancer
KW  - prognostic relevance
KW  - aquired resistance
KW  - malignant melanoma
KW  - antigen expression
KW  - tissue microarray
KW  - cell carcinoma
KW  - T cells
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-131992
VL  - 13
IS  - 156
ER  - 
TY  - THES
A1  - Steidl, Christian
T1  - Funktionsanalyse des notch-Zielgens heyL und verwandter bHLH-Transkriptionsfaktoren in der Entwicklung der Maus
T1  - Functional analysis of the notch target gene heyL and related transcription factors in mouse development
N2  - In der Embryonalentwicklung von Insekten, Nematoden und Vertebraten reguliert der delta-notch-Signalweg vielfältige Zelldifferenzierungsvorgänge wie die laterale Inhibierung, Zelllinien-Entscheidungen und die Bildung von Grenzen. In Vertebraten aktivieren die transmembranen Liganden delta-like 1, 3 oder 4, bzw. jagged 1 oder 2 einen notch-Rezeptor (notch1, 2, 3 oder 4). Dessen intrazelluläre Domäne bildet im Zellkern mit rbp-j&#61547; und weiteren Proteinen einen Aktivator-Komplex, der an den Promotor der notch-Zielgene bindet. Neben drei hes-Genen zählen dazu die Gene hey1, hey2 und heyL, die alle eng verwandt sind mit hairy und den Genen des Enhancer of Split-Komplexes (E(spl)) bei Drosophila melanogaster. Die hey-Gene sind in der Maus unter anderem während der Entwicklung von Niere, Arterien, Herz, Nervensystem, Thymus und Somiten spezifisch exprimiert. Um die Bedeutung des heyL-Gens für die Bildung dieser Organe zu untersuchen, wurden heyL-Knockoutmäuse generiert, bei denen jedoch keine morphologischen Veränderungen oder Erkrankungen erkennbar waren. Die durch entsprechende Verpaarung erhaltenen heyL/1-Doppelknockoutmäuse wiesen in der F9-Rückkreuzungsgeneration einen Ventrikel-Septum-Defekt (VSD) auf und verstarben größtenteils ein bis zwei Tage nach der Geburt. Ähnliche Krankheitssymptome zeigen die mit anderen Komponenten des delta-notch-Signalweges in Verbindung gebrachten Erbkrankheiten „Fallot´sche Tetralogie“ (ToF) und das Alagille Syndrom (AGS). Vergleichbare VSDs treten auch bei hey2-Knockoutmäusen auf. Es stellte sich daher die Frage, welche Zielgene des hey2-Transkriptionsfaktors an der Herzbildung beteiligt sind. Literaturbekannte HEY2-Zielgen-Kandidaten sind beim Menschen Follistatin (FST), Keratin 2-7 (KRT2-7) und das epitheliale V-ähnliche Antigen (EVA1). Durch antisense RNA in situ Hybridisierung von wildtypischen und hey2-Knockoutmausschnitten konnten jedoch keine unterschiedlichen Expressionsmuster entdeckt werden. Eigene Microarray-Analysen mit RNA aus hey2-überexprimierenden, humanen 293-Zelllinien identifizierten das Neurofilamentgen NEFL als HEY2-Zielgenkandidat. Bei der in situ Hybridisierung von wildtypischen und hey2-Knockoutmäusen mit einer Probe für das nefl-Gen konnten jedoch keine unterschiedlichen Expressionsmuster erkannt werden, so dass nefl in vivo vermutlich komplexer reguliert wird. Neben den Ventrikel-Septum-Defekten zeigen die heyL/1-Doppelknockoutmäuse einen zweiten abnormalen Phänotyp. Die embryonalen Thymi dieser Tiere sind kleiner als die der wildtypischen Mäuse. Die detaillierte Analyse der Thymozyten-Subpopulationen erbrachte, dass die niedrigere Zellzahl vor allem zu Lasten der doppelt positiven Thymozyten geht. Grund hierfür könnte eine teilweise Blockierung der Entwicklung zwischen der zweiten und dritten Phase des zuvor durchlaufenen doppelt negativen Stadiums sein, denn die absolute Zahl der DN3-Thymozyten ist um über 90 Prozent verringert. Die Blockierung des delta-notch-Signalweges durch Zugabe eines &#61543;-Sekretase-Inhibitors führte ebenfalls zu einer Verringerung der DN3-Zellen in der gleichen Größenordnung, jedoch im Gegensatz zu den heyL/hey1-Doppelknockout-Thymi gleichzeitig zur Verdreifachung der absoluten Zahl der DN2-Zellen. Diese Unterschiede unterstreichen die Bedeutung weiterer notch-Zielgene wie beispielsweise hes1. Ob die beobachteten Veränderungen in der Entwicklung der Thymozyten Folgen für die Immunabwehr haben, wurde im Rahmen von Immunisierungen mit Trinitrophenyl (TNP)-Ovalbumin untersucht. Hierbei zeigte sich eine Erhöhung der IgG2a und IgG2b Werte und eine Reduktion der IgG1 Produktion bei den heyL/hey1-Doppelknockoutmäusen, während die IgM-Werte zwischen den verschiedenen Mausgenotypen keine signifikanten Unterschiede aufwiesen. Die IgG-Veränderungen deuten darauf hin, dass die T-Zellen vermehrt in die TH1-Zelldifferenzierungsrichtung getrieben werden und die TH2-Cytokinproduktion verringert ist. Bei den hey-Knockoutmäusen waren aufgrund des Expressionsprofils der hey-Gene nicht nur Veränderungen in der Herzentwicklung und im Thymus erwartet worden, sondern auch in der Somitogenese. Dies gilt im Besonderen für die bereits zuvor generierten hey2-Knockoutmäuse, denn hey2 ist im präsomitischen Mesoderm zyklisch exprimiert. Im Gegensatz zu den Knockoutmäusen des verwandten und ebenfalls zyklisch exprimierten hes1-Gens, litten jedoch weder die heyL/hey1-Doppelknockoutmäuse, noch die hey2-Knockoutmäuse an Defekten in der Somitogenese. Während die Bedeutung der Genexpression der hey-Gene in der Somitogenese weiterhin unklar sind, konnten Erkenntnisse über die Funktionen von heyL und hey1 in der Herzentwicklung und bei der Ausreifung der Thymozyten gewonnen werden. Die Identifizierung von hey-Zielgenen in diesen Entwicklungsprozessen kann das Verständnis des delta-notch-Signalweges erweitern, die Ursachen von Erbkrankheiten aufklären helfen und möglicherweise Therapiestrategien aufzeigen.
N2  - The delta-notch signaling pathway regulates numerous cell differentiation processes like lateral inhibition, cell lineage decisions and the formation of borders in the embryonic development of insects, nematodes and vertebrates. In vertebrates the transmembrane ligands delta-like 1, 3 or 4 and jagged 1 or 2 activate a notch-receptor (notch 1 – 4). In the nucleus its intracellular domain forms an activator-complex together with rbp-j&#61547; and other proteins that binds to the promoter of notch target genes. Besides three hes genes these include the genes hey1, hey2 and heyL, all of which are closely related to hairy and Enhancer of Split-complex (E(spl)) genes of Drosophila melanogaster. In the mouse hey-genes are specifically expressed during the development of the kidney, arteries, heart, nervous system, thymus, and somites. In order to elucidate the significance of the heyL gene for the formation of these organs, heyL knockout mice were generated. However, these mice did not exhibited morphological changes or diseases. HeyL/1 double knockout mice, that were obtained by appropriate mating, showed ventricle septum defects (VSD) in the F9 backcross generation and most of them died within one or two days after birth. Similar symptoms are seen in the human congenital diseases Tetralogy of Fallot (ToF) and the Alagille Syndrome (AGS), which are associated with other components of the delta-notch signaling pathway. Similar ventricle septum defects also occur in hey2 knockout mice. This raises the question, which of the target genes of the hey2 transcription factor are involved in the formation of the heart? Published human HEY2-candidate target genes are Follistatin (FST), Keratin 7 (KRT2-7) and the Epithelial V-like Antigen (EVA1). Yet, antisense RNA in situ hybridisation of wildtype and hey2 knockout mouse sections did not reveal any differential expression patterns. Own micro array analysis with RNA from hey2 overexpressing human 293 cell lines identified the neurofilament gene NEFL as a HEY2-target gene candidate. However, in situ hybridisation of wildtype and heyL/1-double knockout mice with a probe for the nefl gene did not reveal differential expression patterns. Thus, the regulation of the nefl expression in vivo is presumably more complex. In addition to the VSD, heyL/1 double knockout mice show a second abnormal phenotype. The embryonic thymus of these animals was smaller than that of the wildtype mice. Detailed analysis of the thymocyte subpopulations revealed, that the low cell number is mainly due to the douple positive thymocytes. The reason for this could be a partial block of the development between the second and third phase of the previous double negative stage since the absolute number of DN3 thymocytes is reduced by over 90 percent. Blocking of the delta-notch signaling pathway by the addition of a &#61543;-secretase inhibitor also led to a reduction of the DN3 cells to the same extent. Yet in contrast to the heyL/hey1 double knockout thymi, a tripling of the absolute number of DN2 cells is observed. These differences underscore the importance of other notch target genes like for example hes1. To investigate if the observed changes in the development of the thymocytes have any consequences for the immune defence, immunisations with trinitrophenyl (TNP)-ovalbumine were performed. In these experiments an elevation of the IgG2a and IgG2b values and a reduction of the IgG1 production in heyL/hey1 double knockout mice was detected. IgM values did not vary significantly between the different mouse genotypes. The IgG changes indicate that the T-cells are increasingly driven towards the TH1 cell differentiation and that TH2-cytokine production is reduced. Based on the expression profiles of hey genes, developmental changes were expected for hey-knockout mice not only during development of the heart and thymus, but also during somitogenesis. This particularly applies to the previously generated hey2 knockout mice because hey2 is expressed in the presomitic mesoderm in an oscillating manner. Yet, in contrast to the knockout mice of the related and also cyclically expressed hes1 gene, neither the heyL/hey1 double knockout mice nor the hey2 knockout mice suffered from defects during somitogenesis. While the relevance of hey gene expression during somitogenesis remains unclear, new insights in the function of heyL and hey1 during heart development and during the maturation of thymocytes were gained. The indentification of hey target genes in these developmental processes can enhance the understanding of the delta-notch signaling pathway. It may also help to explain the causes of inherited diseases and potentially point out therapeutic strategies.
KW  - Gen notch
KW  - Maus
KW  - Ventrikelseptumdefekt
KW  - notch
KW  - hey
KW  - Herz
KW  - VSD
KW  - T-Zellen
KW  - notch
KW  - hey
KW  - heart
KW  - VSD
KW  - T-cells
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-18557
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Stepniak, Beata
A1  - Kästner, Anne
A1  - Poggi, Giulia
A1  - Mitjans, Marina
A1  - Begemann, Martin
A1  - Hartmann, Annette
A1  - Van der Auwera, Sandra
A1  - Sananbenesi, Farahnaz
A1  - Krüger-Burg, Dilja
A1  - Matuszko, Gabriela
A1  - Brosi, Cornelia
A1  - Homuth, Georg
A1  - Völzke, Henry
A1  - Benseler, Fritz
A1  - Bagni, Claudia
A1  - Fischer, Utz
A1  - Dityatev, Alexander
A1  - Grabe, Hans-Jörgen
A1  - Rujescu, Dan
A1  - Fischer, Andre
A1  - Ehrenreich, Hannelore
T1  - Accumulated common variants in the broader fragile X gene family modulate autistic phenotypes
JF  - EMBO Molecular Medicine
N2  - Fragile X syndrome (FXS) is mostly caused by a CGG triplet expansion in the fragile X mental retardation 1 gene (FMR1). Up to 60% of affected males fulfill criteria for autism spectrum disorder (ASD), making FXS the most frequent monogenetic cause of syndromic ASD. It is unknown, however, whether normal variants (independent of mutations) in the fragile X gene family (FMR1, FXR1, FXR2) and in FMR2 modulate autistic features. Here, we report an accumulation model of 8 SNPs in these genes, associated with autistic traits in a discovery sample of male patients with schizophrenia (N = 692) and three independent replicate samples: patients with schizophrenia (N = 626), patients with other psychiatric diagnoses (N = 111) and a general population sample (N = 2005). For first mechanistic insight, we contrasted microRNA expression in peripheral blood mononuclear cells of selected extreme group subjects with high-versus low-risk constellation regarding the accumulation model. Thereby, the brain-expressed miR-181 species emerged as potential "umbrella regulator", with several seed matches across the fragile X gene family and FMR2. To conclude, normal variation in these genes contributes to the continuum of autistic phenotypes.
KW  - permutation
KW  - miR-181
KW  - PGAS
KW  - FXR2
KW  - FXR1
KW  - FMR2
KW  - FMR1
KW  - identification
KW  - protein
KW  - fraxe mental retardation
KW  - CGG repeat
KW  - CPG Island
KW  - schizophrenia
KW  - expression
KW  - males
Y1  - 2015
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-136893
VL  - 7
IS  - 12
ER  -