dc.contributor.author
Schade, Sophia
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:08:48Z
dc.date.available
2017-02-13T08:45:23.731Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/2111
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-6313
dc.description.abstract
The centrosome acts as the main microtubule-organizing centre in eukaryotic
cells. Besides its function in microtubule nucleation it is further implicated
in integrating cellular signalling pathways that are essential for cell cycle
progression or the response to DNA damage, for instance. In cancer, numerical
and structural centrosome aberrations are frequently detected where they
contribute to chromosomal instability. Seeking for factors that are
functionally relevant for these centrosomal abnormalities, our group
established a protein-protein interaction network among centrosomal and cell
cycle-regulatory proteins using TAP-MS analysis. Thereby, LGALS3BP, which is
deregulated in cancer, was revealed to interact with centrosomal components.
The subcellular localization of LGALS3BP to centrosomes and in particular to
the proximal part of centrioles was validated by several approaches in this
study. LGALS3BP has been previously reported as a secreted glycoprotein with
extracellular functions. The present study, however, provides striking
evidence that LGALS3BP is involved in the maintenance of centrosome integrity:
LGALS3BP upregulation caused centrosome hypertrophy, while depletion led to an
accumulation of defective centriolar structures. Supportingly, LGALS3BP
deregulation correlated with centrosome abnormalities in certain prostate as
well as breast cancer cell lines. Importantly, two rescue experiments revealed
a reversion of these phenotypes towards control cells upon restoration of
normal LGALS3BP levels. Furthermore, the presence of both LGALS3BP and its
interaction partner C-Nap1 was found to be crucial for cell proliferation and
viability as simultaneous loss of these proteins caused aneuploidy and
apoptosis. An in vitro kinase assay on LGALS3BP peptides revealed AKT1, CHK1
and CHK2 as candidate kinases, which suggests an implication of LGALS3BP in
AKT signalling downstream events and DNA damage response. Together, these
findings asked for mechanisms that regulate LGALS3BP expression and reasons
for its deregulation in cancer. The present study revealed BRD4 as a positive
regulator of LGALS3BP gene expression and as a mediator of INFγ-induced
LGALS3BP upregulation. Additionally, EZH2 was found responsible for silencing
LGALS3BP gene expression in prostate cancer as EZH2 depletion in a respective
prostate cancer cell line led to re-expression of LGALS3BP. BRD4 and EZH2 are
deregulated in various cancer types, which might explain LGALS3BP deregulation
and centrosome aberrations. This study represents the first characterization
of intracellular LGALS3BP maintaining centrosome integrity and function. The
new insights into LGALS3BP transcriptional regulation now provide
opportunities to study if epigenetic therapies targeting LGALS3BP could
counteract centrosome aberration in cancer.
de
dc.description.abstract
Das Zentrosom stellt das wesentliche Mikrotubuli-organisierende Zentrum in
eukaryotischen Zellen dar. Neben seiner Funktion bei der Mikrotubulinukleation
ist es beteiligt an der Integration von zellulären Signaltransduktionswegen,
welche beispielsweise für das Fortschreiten des Zellzyklus sowie für die
Antwort auf DNS-Schäden wichtig sind. Numerische und strukturelle Aberrationen
des Zentrosoms treten sehr häufig während der Krebsentstehung auf und tragen
zur Ausbildung von chromosomaler Instabilität bei. Um funktionell relevante
Faktoren für diese zentrosomalen Anomalien zu identifizieren, wurde von
unserer Arbeitsgruppe ein Proteininteraktionsnetzwerk mittels TAP-MS-Analyse
etabliert, welches sich um zentrosomale und Zellzyklus-regulierende Proteine
aufbaut. Hierbei wurde LGALS3BP, ein in Krebs dereguliertes Protein, entdeckt,
welches mit anderen zentrosomalen Proteinen interagierte. Es konnte durch
mehrere Methoden gezeigt werden, dass LGALS3BP am Zentrosom lokalisiert und
zwar insbesondere am proximalen Teil der Zentriolen. Zuvor wurde LGALS3BP als
ein sekretiertes Glykoprotein mit extrazellulären Funktionen beschrieben.
Diese Studie jedoch belegt, dass LGALS3BP auch an der Aufrechterhaltung
zentrosomaler Integrität beteiligt ist. Eine Hochregulation von LGALS3BP
führte zu zentrosomaler Hypertrophie, wohingegen eine Verminderung von
LGALS3BP eine Akkumulation fehlerhafter zentriolärer Strukturen bewirkte.
Diese Ergebnisse korrelieren positiv mit LGALS3BP-Fehlexpression und
zentrosomalen Aberrationen in verschiedenen Prostata- und
Brustkrebszelllinien. Zudem konnte durch die Wiederherstellung normaler
LGALS3BP-Expression in zwei Experimenten der jeweilige zentrosomale Phänotyp
rückgängig gemacht werden. Es wurde außerdem gezeigt, dass LGALS3BP zusammen
mit seinem Interaktionspartner C-Nap1 für die Zellproliferation und
-lebensfähigkeit benötigt wird, da das Herunterregulieren beider Proteine zu
Aneuploidie und Apoptose führte. Des Weiteren wurden die Kinasen AKT1, CHK1
und CHK2 über eine in vitro Phosphorylierungs-Analyse an LGALS3BP-Peptiden
identifiziert, was darauf hindeutet, dass LGALS3BP in AKT-Signalwegen und in
Antwortmechanismen auf DNS-Schäden involviert sein könnte. Aufgrund dieser
Ergebnisse stellte sich die Frage nach Möglichkeiten der transkriptionellen
Regulation von LGALS3BP und nach den Ursachen dessen Deregulierung in Krebs.
In dieser Studie VIIZusammenfassung wurde BRD4 als ein positiver Regulator der
LGALS3BP-Genexpression ermittelt, welcher auch als Mediator der INFγ-Antwort
von LGALS3BP agierte. Zudem wurde EZH2 für die LGALS3BP-Genstilllegung in
Prostatakrebs verantwortlich gefunden, da eine Verminderung von EZH2 zur
Reexpression von LGALS3BP in einer entsprechenden Prostatakrebszelllinie
führte. In verschiedenen Krebsarten werden BRD4 und EZH2 häufig
fehlexprimiert, was auch die LGALS3BP-Deregulation und somit die zentrosomalen
Anomalien erklären könnte. Die vorliegende Arbeit stellt die erste
Charakterisierung von intrazellulärem LGALS3BP dar, welches zentrosomale
Integrität und Funktion aufrechterhält. Die neuen Einblicke in die
transkriptionelle Regulation von LGALS3BP erlauben es nun experimentell zu
ergründen, ob auf LGALS3BP gerichtete epigenetische Therapien Auswirkungen auf
die Krebsentwicklung haben und die möglicherweise ursächlichen zentrosomalen
Anomalitäten reduzieren.
de
dc.format.extent
XXIX, 128 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Molecular and Functional Characterization of the Galectin-3-Binding Protein
LGALS3BP in Cancer and Centrosome Biology
dc.contributor.firstReferee
PD Dr. Bodo Lange
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Rupert Mutzel
dc.date.accepted
2016-03-30
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000103924-0
dc.title.translated
Molekulare und funktionale Charakterisierung des Galectin-3-bindenden Proteins
LGALS3BP in Krebs und der Zentrosomenbiologie
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000103924
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000021035
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open access