Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte – FZKA 7180

Regulation of p53 by Rad23

François-Xavier OGI

Abstract
Nucleotide excision repair (NER) is an important mechanism for removing a wide spectrum of different DNA lesions, particularly the ultraviolet (UV) induced lesions as cyclobutane pyrimidine dimers (CPDs) and (6-4) photoproducts. Therefore, NER constitutes a crucial defense mechanism against DNA damage-induced cytotoxicity, mutagenesis and carcinogenesis. The proteins HRad23A and HRad23B seem to be important for nucleotide excision repair: they interact with the XPC-protein and allow DNA damage recognition. Interestingly mice lacking HRad23B show strong developmental defects and protein stabilizing effects that are not related to the nucleotide excision repair pathway. Thus, the nucleotide excision repair proteins HRad23 might have additional functions.

In this PhD thesis, other putative functions of HRad23 were investigated especially its role in the regulation of the p53 level after DNA damage induced by UVC irradiation.

The first major result concerns the regulation of HRad23 proteins itself: They are induced by UVC independently of transcription. Regarding the regulation of p53, it was found that overexpression of HRad23 leads to accumulation of p53 and as well, the reduction of HRad23 protein levels reduces the level of p53. This effect is specific for HRad23A and HRad23B, as other members of the UBL family have no effect on p53 stabilisation.

A last finding was that HRad23 inhibits the transcriptional machinery through a general mechanism, as p53-dependent and p53-independent promoters were inhibited. This, plus the fact that p53 is stabilized in presence of HRad23 and is transcriptionally inactive, might suggest that upon UVC irradiation, HRad23 accumulates in the cell to allow DNA repair. Thus, p53 might be reactivated if the cells need to enter into apoptosis as a consequence of impossible repair.

In summary, this study shows that upon UVC irradiation, the HRad23 proteins are increased in their protein levels by non-transcriptional mechanism. This increase will lead to the accumulation of a transcriptionally inactive p53 that can be used to activate pro-apoptotic p53 target genes in case of too high damage.

Regulation von p53 durch Rad23

Zusammenfassung
Excisionsreparatur ist ein wichtiger Mechanismus zur Entfernung einer Vielzahl von DNA-Schäden, speziell von UV-induzierten Lesionen wie cyclobutan-Pyrimidin Dimeren und 6-4 Photoprodukten. Excisionsreparatur ist daher ein entscheidender Abwehrmechanismus gegen Cytotoxizität, Mutagenese und Carcinogenese, die durch DNA-Schäden ausgelöst werden. Die Proteine HRad23A und HRadB scheinen für die Excisionsreparatur wichtig zu sein: Sie interagieren mit dem XPC-Protein und ermöglichen die Erkennung des DNA-Schadens, der dann beseitigt werden kann. Interessanterweise zeigen aber HRad23-defiziente Mäuse Entwicklungsdefekte und proteinstabilisierende Effekte, die nichts mit Excisionsreparatur zu tun haben: HRad23 Proteine scheinen also noch andere Funktionen, zusätzlich zu ihrer Funktion in Excisionsreparatur, zu besitzen.

In dieser Doktorarbeit wurde speziell der Einfluss von HRad23 Proteinen auf die Regulation des p53 Proteins nach DNA-Schädigung durch UVC-Bestrahlung untersucht.

Ein erstes Resultat betrifft die Regulation der HRad23 Proteine selbst: Sie werden durch UVC unabhängig von Transkription induziert. Bezüglich der p53 Regulation zeigte sich, dass die Überexpression von HRad zur Akkummulation von p53 führt und umgekehrt verringerte Expression von HRad23 auch in einer Verringerung von p53-Protein resultiert. Dieser Effekt ist spezifisch für HRad23A und Hrad23B, weil andere Proteine der UBL-Familie den Effekt nicht zeigen.

p53 kann als Transkriptionsfaktor wirken. Diese Aktivität von p53 wird von HRad23-Proteinen inhibiert; generell scheinen HRad23-Proteine Transkription von vielen Promotoren zu unterbinden.

Zusammengenommen lassen sich meine Ergebnisse dahingehend interpretieren, dass die Akkumulation von HRad23A und HRad23B in Zellen nach UVC-Bestrahlung für DNA-Reparatur benötigt wird, und dass die Stabilisierung des p53 Proteins und der Block seiner Transkriptionsaktivität möglicherweise dazu führt, dass die Zellen in Apoptose gehen.

VOLLTEXT

BIBLIOTHEK