Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte – FZKA 7180
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.
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