dc.contributor.author
Stratmann, Antje
dc.date.accessioned
2018-06-07T20:54:56Z
dc.date.available
2010-11-15T10:43:02.104Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/7123
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-11322
dc.description.abstract
Steroid receptor activity necessitates the interaction with various
coactivators or corepressors. Among these cofactors, enzymes have been
identified that locally modify histone tails, mainly histone 3 (H3) and
histone 4 (H4). The H3K4 methylation mark is often found in the regulatory
regions of transcriptionally active genes. However, how far steroid receptors
use this histone mark for the regulation of downstream target genes has not
been extensively analysed. The objective of this work was to study the
possible role of the JARID1 family members, a subgroup of the JmjC family
known to have a H3K4me2/3 demethylase activity, in ERα and AR function. Using
MCF-7 breast cancer cells as model, it was found that JARID1A was involved in
the fine-tuning of PR gene expression. Reduction of JARID1A led to enhanced PR
expression, both at the basal and estrogen-stimulated levels. Conversely,
overexpression of JARID1A wild-type, but not of the enzymatically inactive
form, suppressed PR promoter activity. Chromatin immunoprecipitation (ChIP)
experiments showed JARID1A to bind in a ligand-independent manner to a region
located downstream of the PRB transcription start point and containing an
estrogen response element (ERE) half-site. Estrogen treatment led to increased
RNA polymerase II binding to this region and to increased ERα binding to the
PR enhancer region 1 located more upstream. In addition, an increase in H3K4
trimethylation was detected at the ERE half-site region. Reduction of JARID1A
expression led to increased H3K4 di- and especially trimethylation in this
region. Analysis of MDA-MB-231 cells which do not express the PR indicated
that H3K4 trimethylation did not take place in the regulatory regions
examined. In the second part of this work, JARID1D was found to modulate the
expression of several androgen-regulated genes. Expression knock-down in the
prostate cancer cell line LNCaP resulted in a ligand-independent decrease of
PSA, KLK2 and TMPRSS2 gene expression. AR levels were also repressed, both at
the mRNA and protein levels. JARID1D formed a complex with the AR in the
presence of hormone. ChIP assays showed that both proteins colocalised at the
distal enhancer region of PSA. Altogether this work shows H3K4 tri- and
dimethylation to play an important role in mediating ERα function, and JARID1A
to be the histone-demethylating enzyme responsible for the removal of this
mark. In addition, JARID1D was identified as a regulator of AR expression and
function. The results of this work underscore the importance of epigenetic
modifications in steroid receptor function and provide new insights in JARID1
family function.
de
dc.description.abstract
In ihrer Funktion als Transkriptionsfaktoren benötigen Steroidrezeptoren die
Wechselwirkung mit unterschiedlichen Koaktivatoren und Korepressoren. Unter
diesen Kofaktoren wurden Enzyme identifiziert, die die Enden der Histone,
hauptsächlich Histon 3 (H3) und Histon 4 (H4), modifizieren. Methylierung am
Lysin 4 des Histon 3 wird häufig bei aktiven Genen gefunden. Es ist jedoch
nicht klar, inwieweit Steroidrezeptoren diese Modifikation für die Regulation
von Zielgenen verwenden. Daraus resultierend beschäftigt sich die vorliegende
Arbeit mit der Untersuchung einer möglichen Rolle der JARID1
Familienmitglieder, einer Untergruppe der JmjC Familie mit Demethylase-
Aktivität für das Histon 3 am Lysin 4 (H3K4), im Estrogen- (ER) und
Androgenrezeptor (AR) Signalweg. Im ersten Teil der Arbeit wurde unter
Verwendung der Brustkrebszelllinie MCF7 als Modell herausgefunden, dass
JARID1A an der Regulation der Genexpression des Progesteronrezeptors (PR)
beteiligt ist. Die Reduktion von JARID1A führte sowohl auf basalem als auch
auf Estrogen-stimuliertem Level zu einer erhöhten PR Expression. Umgekehrt
wurde die PR-Promotoraktivität durch Überexpression des JARID1A Wildtyps,
nicht aber der enzymatisch inaktiven Form, unterdrückt. Chromatin-
Immunoprezipitationsexperimente (ChIP) zeigten, dass JARID1A in einer
liganden-unabhängigen Weise an eine Region bindet, die dem transkriptionellen
Startpunkt von PRB nachgelagert ist und ein halbes estrogen response element
(ERE) enthält. Estrogen-Behandlung führte zu einer erhöhten Bindung der RNA
Polymerase II an diese Region und zu einer erhöhten ERα-Bindung an die
vorgelagerte PR enhancer Region 1. Zusätzlich wurde ein Anstieg der H3K4
Trimethylierung an dem halben ERE detektiert. Die Reduktion der JARID1A
Expression führte zu einer erhöhten H3K4 Di- und vor allem Trimethylierung in
dieser Region. Untersuchungen in MDA-MB-231 Zellen, die den PR nicht
exprimieren, zeigten keine Trimethylierung in den untersuchten
Regulationsregionen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde herausgefunden, dass
JARID1D die Expression von mehreren Androgen-regulierten Genen moduliert. Eine
Verringerung der JARID1D Expression in der Prostatakrebszelllinie LNCaP führte
zu einer liganden-unabhängigen Unterdrückung verschiedener AR-Zielgene. Sowohl
auf mRNA- als auch auf Proteinebene konnte zusätzlich eine Verringerung in den
AR Levels nachgewiesen werden. JARID1D bildete in Anwesenheit des Hormons
einen Komplex mit dem AR. ChIP Experimente zeigten, dass beide Proteine an der
distalen enhancer Region des PSA Gens kolokalisieren. Insgesamt konnte mit der
vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass H3K4 Tri- und Dimethylierung eine
wichtige Rolle bei der Vermittlung der ERα Funktion spielen. Insbesondere
wurde dabei JARID1A als das Histon-demethylierende Enzym charakterisiert, das
für das Entfernen dieser Markierungen verantwortlich ist. Zusätzlich konnte
JARID1D als Regulator der AR Expression und Funktion identifiziert werden. Die
Ergebnisse dieser Doktorarbeit unterstreichen daher die Bedeutung von
Histonmodifikationen in der Funktion von Steroidrezeptoren und liefern in
diesem Zusammenhang neue Erkenntnisse zu der JARID-Proteinfamilie.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
estrogen receptor
dc.subject
progesterone receptor
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::572 Biochemie
dc.title
Role of JARID1 histone demethylases in modulating steroid receptor function
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Petra Knaus
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Peter Donner
dc.date.accepted
2010-09-13
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000019787-6
dc.title.translated
Die Rolle der JARID1 Histon-Demethylasen bei der Modulation der
Steroidrezeptor-Funktion
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000019787
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000008541
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access