Die Rolle des BH3-only Proteins PUMA in der Tumorsuppression

Der Tumorsuppressor p53 ist in über 50% humaner Tumoren ausgeschaltet, dennoch ist der genaue Mechniasmus für die Tumorsuppressionsfunktion unbekannt. Derzeit gängige Modelle argumentieren, dass eine Kombination von Zell-Zyklus Arrest und Zelltod Signalen unterhalb von p53 seine Tumorsuppressorfunktion erklären. Wichtige molekulare Ziele von p53 sind dabei identifiziert worden: p21Waf1 is essentiell wichtig für die Zellzyklusregulation (aber nicht die Apoptose) und PUMA is essentiell für die Zelltodregulation (aber nicht für den Zell-Zyklusarrest) nach Aktivierung von p53. Interessanterweise sind jedoch bei Mäusen denen eines dieser beiden Gene fehlte keine Tumorinzidenzen beobachtet worden, die mit jenen von p53-defizienten Mäusen vergleichbar sind. Die Annahme, dass die zwei Effektor-Wege von p53 für einander im Kontext der Tumorsuppression substituieren können, wurde zuletzt von in vitro Daten, aus ES Zellen, unterstützt. Ein Beweis dieses Prinzips in einem physiologischeren Kontext wäre jedoch sehr wichtig für die Entwicklung von Strategien zu dessen intelligenter Nutzung im therapeutischen Ansatz. Das vorgeschlagene Projekt wird die Rolle des "BH3-only" Proteins PUMA als Tumorsuppressor untersuchen. Zwei Hauptfragen werden gestellt: 1) Ist es möglich den Tumor Phänotyp von p53-defizienten Mäusen zu rekonstitutieren, indem Mäuse mit gleichzeitiger Defizienz für PUMA und p21Waf1 hergestellt werden? und 2) Ist Überexpression von PUMA unter physiologischer Kontrolle in der Lage zu einem Tumorsuppressor Phänotyp, wie dem von super-p53 Mäusen zu führen? Teil eins des Projekts wird p21Waf1- und PUMA-defiziente Mäuse auf einem reinen C57BL/6 genetischen Hintergrund kreuzen um Doppel-defiziente Mäuse zu erhalten. Die Beobachtung der erhaltenen Tumor-Inzidenz wird ebenso interessant sein wie die möglichen Einsichten in die Muster von Verlust von Hererozygotie in Tumoren aus doppel-heterozygoten Mäusen. Zusätzlich erlaubt die Studie die Gewinnung von Einsichten über allfällig residuelle Tumorsuppressor Aktivitäten durch andere p53 Zielstrukturen. Teil zwei des Projektes wird Mäuse erzeigen, die zusätzliche PUMA Kopien mit den flankierenden genomischen Regulationssequenzen enthalten. Diese Mäuse sollten verstärktes Ansprechen auf p53-abhängige Zelltodreize zeigen. Als solche könnten Sie die Eigenschaften der super-p53 Mäuse duplizieren, welche eine erhöhte Resistenz gegen Tumor-Induktion aufweisen. Diese Experiment kann also PUMA in einem nahe-physiologischen Kontext als Tumor-Target validieren.

Der Tumorsuppressor p53 ist in über 50% humaner Tumoren ausgeschaltet, dennoch ist der genaue Mechniasmus für die Tumorsuppressionsfunktion unbekannt. Derzeit gängige Modelle argumentieren, dass eine Kombination von Zell-Zyklus Arrest und Zelltod Signalen unterhalb von p53 seine Tumorsuppressorfunktion erklären. Wichtige molekulare Ziele von p53 sind dabei identifiziert worden: p21Waf1 is essentiell wichtig für die Zellzyklusregulation (aber nicht die Apoptose) und PUMA is essentiell für die Zelltodregulation (aber nicht für den Zell-Zyklusarrest) nach Aktivierung von p53. Interessanterweise sind jedoch bei Mäusen denen eines dieser beiden Gene fehlte keine Tumorinzidenzen beobachtet worden, die mit jenen von p53-defizienten Mäusen vergleichbar sind. Die Annahme, dass die zwei Effektor-Wege von p53 für einander im Kontext der Tumorsuppression substituieren können, wurde zuletzt von in vitro Daten, aus ES Zellen, unterstützt. Ein Beweis dieses Prinzips in einem physiologischeren Kontext wäre jedoch sehr wichtig für die Entwicklung von Strategien zu dessen intelligenter Nutzung im therapeutischen Ansatz. Das vorgeschlagene Projekt wird die Rolle des "BH3-only" Proteins PUMA als Tumorsuppressor untersuchen. Zwei Hauptfragen werden gestellt: 1) Ist es möglich den Tumor Phänotyp von p53-defizienten Mäusen zu rekonstitutieren, indem Mäuse mit gleichzeitiger Defizienz für PUMA und p21Waf1 hergestellt werden? und 2) Ist Überexpression von PUMA unter physiologischer Kontrolle in der Lage zu einem Tumorsuppressor Phänotyp, wie dem von super-p53 Mäusen zu führen? Teil eins des Projekts wird p21Waf1- und PUMA-defiziente Mäuse auf einem reinen C57BL/6 genetischen Hintergrund kreuzen um Doppel-defiziente Mäuse zu erhalten. Die Beobachtung der erhaltenen Tumor-Inzidenz wird ebenso interessant sein wie die möglichen Einsichten in die Muster von Verlust von Hererozygotie in Tumoren aus doppel-heterozygoten Mäusen. Zusätzlich erlaubt die Studie die Gewinnung von Einsichten über allfällig residuelle Tumorsuppressor Aktivitäten durch andere p53 Zielstrukturen. Teil zwei des Projektes wird Mäuse erzeigen, die zusätzliche PUMA Kopien mit den flankierenden genomischen Regulationssequenzen enthalten. Diese Mäuse sollten verstärktes Ansprechen auf p53-abhängige Zelltodreize zeigen. Als solche könnten Sie die Eigenschaften der super-p53 Mäuse duplizieren, welche eine erhöhte Resistenz gegen Tumor-Induktion aufweisen. Diese Experiment kann also PUMA in einem nahe- physiologischen Kontext als Tumor-Target validieren.