Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6681

The NF2 tumor suppressor gene product, merlin, mediates contact inhibition of growth through interactions with CD44

Helen L. Morrison

Abstract
The neurofibromatosis-2 (NF2) gene encodes merlin, an ezrin-radixin-moesin-(ERM)-related protein, that functions as a tumor suppressor. I found that merlin plays a critical role in the establishment and maintenance of contact inhibition of growth. At high cell density, merlin is activated and blocks proliferation with corresponding changes in cell cycle parameters. Merlin interfered with growth factor receptor or Ras-dependent signal transduction to MAP kinase and the step of interference was located downstream of Ras and Raf and upstream of MEK. Merlins growth inhibiting function depended on interaction with a specific domain of the cytoplasmic tail of CD44. In addition merlin activity and phosphorylation status depended on the extracellular ligands associated with the N-terminus of CD44. At high cell densities, in the presence of the extracellular ligand HA, merlin was dephosphorylated and bound directly to a basic amino acid motif in the cytoplasmic tail of CD44. Ezrin and moesin, which are also known to bind to the same basic amino acid motif in CD44 were absent within this growth inhibitory complex. Alternatively in logarithmically growing cells, merlin was inactive, phosphorylated and in a complex with ezrin and moesin. This growth permissive complex was also associated with

the cytoplasmic tail of CD44. My data provides not only significant clues about how merlin functions as a tumor suppressor but revealed the existence of a novel molecular switch that, under the influence of ligands in the microenvironment, controls a cells decision to proliferate or growth arrest.

Das NF2 Tumorsuppressor Genprodukt Merlin vermittelt durch Interaktion mit CD44 die Kontaktinhibition des Wachstums

Zusammenfassung
Das NF-2 Gen (Neurofibromatose-Typ 2) kodiert Merlin, ein Protein, das mit den ERM Proteinen (für Ezrin, Radixin, Moesin) verwandt ist. Merlin wirkt als Tumorsuppressor. In meiner Doktorarbeit entdeckte ich eine entscheidende Funktion von Merlin für die Hemmung des Wachstums von Zellen durch Kontaktinhibition. Wachsen Zellen in Gewebekultur bei hoher Zelldichte, dann wird Merlin aktiviert und hemmt die Zellproliferation durch Veränderung entsprechender Zellzyklusparameter. Für seine Funktion muß aktiviertes Merlin an das Transmembranprotein CD44 binden. Merlin interferiert mit signaltransduktionsabhängiger Aktivierung von MAP-Kinasen auf einer Stufe zwischen Ras/Raf und MEK. Die Aktivierung von Merlin und sein Phosphorylierungsstatus werden von Liganden, die extrazellulär an CD44 binden, gesteuert. Bei hoher Zelldichte wird Merlin unter dem Einfluß der Bindung von Hyaluronat dephosphoryliert und bindet direkt an ein basisches Aminosäuremotiv im zytoplasmatischen Teil des CD44 Proteins. Ezrin und Moesin, die ebenfalls an das gleiche Motiv in CD44 binden können, sind in dem Komplex, der zur Hemmung des Zellwachstums führt, nicht vorhanden. In logarithmisch wachsenden Zellen ist Merlin inaktiv, phosphoryliert und assoziiert mit Ezrin und Moesin. Dieser Komplex in proliferierenden Zellen ist ebenfalls mit dem zytoplasmatischen Teil von CD44 assoziiert. Diese Daten erklären nicht nur, wie Merlin als Tumorsuppressor wirkt, sondern beschreiben einen neuen molekularen Schalter, der unter dem Einfluß von extrazellulären Komponenten die Entscheidung der Zelle für Proliferation oder Stopp ihres Wachstums regelt.

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