Erforschung von Signaltransduktionswegen, die in die Aktivierung von Immediate Early Genes über RhoA und SRF involviert sind
Final Report Abstract
Megakaryoblastic Leukemia 1 (MKL1) spielt eine entscheidende Rolle für die RhoA- vermittelte Aktivierung des Transkriptionsfaktors Serum Response Faktor (SRF) und seiner Zielgene. Nach Serumstimulation und RhoA-Aklivierung wird MKL1 von G-Aktin im Zytoplasma freigesetzt und transloziert in den Kern, um als Koaktivator von SRF zu wirken. Gleichzeitig führt die Behandlung mit Serum aber auch zur Phosphorylierung von MKL1. Ziel des beantragten Projektes war es, 1. die spezifische(n) Aminosäuren, an denen MKL1 durch Serum phosphoryliert wird, zu identifizieren und 2. die Bedeutung der Phosphorylierung für die Regulation von MKL1 und die Aktivierung von Immediate Early Genes, zu klären. Im Förderzeitraum konnten drei Aminosäuren (S449, T450, S454) in einer vorher unbekannten konservierten Region von MKL1 identifiziert werden, deren Mutation die seruminduzierte Phosphorylierung von MKL1 beeinträchtigen. Ein phospho-spezifischer Antikörper, der gegen phospho Serin 454 gerichtet war, bestätigte die Schlüsselfunktion dieser Aminosäure für die seruminduzierte Phosphorylierung. Wir konnten zeigen, dass diese Phosphorylierung über den MARK Weg, genauer MAPK1 (Erk2) vermittelt wird. Bis jetzt wurde davon ausgegangen, dass es sich bei MARK- und RhoA Wege um separate Signaltransduktionswege handelt. Unsere Studie liefert jedoch erstmals einen Nachweis, dass eine gegenseitige Beeinflussung vorliegt. So aktiviert Serum RhoA- und MARK Signaltransduktionswege. RhoA induziert die Bildung von Streßfasern und damit die Dissoziation von MKL1 und G-Aktin, gefolgt von einer Translokation von MKL1 in den Kern. Wir konnten zeigen, dass die MAPK-vermittelte Phosphorylierung für den nuklearen Export von MKL1 benötigt wird, indem sie die für die Ausschleusung von MKL1 aus dem Kern erforderliche Bindung an Aktin ermöglicht. Wir postulieren daher, dass MAPK-mediierte proliferative Signale die MKL1-abhängige Aktivierung von SRF Zielgenen hemmen, welche zur Differenzierung statt Proliferation führen. Dies ermöglicht eine gegenseitige Kontrolle von entgegengesetzten Genprogrammen wie Wachstum und Entwicklung.
Publications
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Serum-Induced Phosphorylation of the Serum Response Factor Coactivator MKL1 by the Extracellular Signal-Regulated Kinase 1/2 Pathway Inhibits Its Nuclear Localization. Mol Cell Biol. 2008 Oct; 28{20):6302-13
Mühlich S, Wang R, Lee SM, Lewis TC, Dai C and Prywes R
