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Vangala, Rajani Kanth (2003): AML1/ETO Downregulates the Transcription Factor PU.1 in Acute Myeloid Leukemia. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

AML1-ETO is a fusion protein encoded by the translocation t(8;21) and found in 15% of acute myeloid leukemia patients. Here, we report a negative functional impact of AML1-ETO on the transcriptional activity of PU.1, an important transcription factor for normal myeloid differentiation. We have demonstrated that AML1-ETO interacts with PU.1 by immunoprecipitation assay in Kasumi-1 cells having t(8;21). On mapping the region of interaction in PU.1, we found that AML1-ETO binds to the b3b4 region in the DNA binding domain of PU.1 and displaces the co-activator c-Jun from PU.1, thus downregulating PU.1’s transcriptional activity. In doing so AML1-ETO does not change the DNA binding capacity of PU.1. The expression levels of PU.1 target genes in acute myeloid leukemia (AML)-M2 patients with t(8;21) were lower than in patients without t(8;21). Conditional expression of AML1-ETO causes proliferation in mouse bone marrow cells and inhibits PU.1 induced differentiation in HL60 cells. Overexpression of PU.1 differentiates AML1-ETO carrying Kasumi-1 cells to the monocytic lineage. Thus, PU.1’s function is downregulated in presence of AML1-ETO in acute myeloid leukemia, whereas overexpression of PU.1 can restore normal differentiation.

Abstract

AML1-ETO ist ein Fusionsprodukt, das durch Umlagerung von genetischem Material im Rahmen der Translokation t(8;21) zustande kommt und bei 15% aller Patienten mit akuter myeloischer Leukämie nachgewiesen werden kann. In dieser Arbeit berichten wir über den negativen Einfluss dieses Proteins auf die Aktivität des Transkriptionsfaktors PU.1, der in der physiologischen Differenzierung der myeloischen Zellreihe eine wichtige Rolle spielt. In Lysaten von Kasumi-Zellen, die die t(8;21) positiv sind, konnten wir mit Hilfe der Immunopräzipitation eine physikalische Bindung zwischen PU.1 und AML1-ETO nachweisen. Des weiteren konnte als Bindungsstelle in PU.1 die ß3/ß4-Region, die innerhalb der DNA- bindenden Domäne liegt, identifiziert werden. Die Bindung von AML1-ETO an dieser Stelle führte zur Verdrängung des Coaktivators c-Jun und damit zu einer verminderten Wirkung von PU.1 als aktivierender Transkriptionsfaktor. AML1-ETO rekrutierte weder TSA-empfindlichen Corepressoren, noch änderte es die DNA-Bindungskapazität von PU.1. Bei der Untersuchung von Patientenmaterial konnte eine vermindertes Expressions-Niveau von verschiedenen PU.1-Zielgene in den AML M2-Proben mit t(8;21) im Vergleich zu M2 Proben ohne chromosomale Aberrationen beobachtet werden. Konditionale Expression von AML1-ETO verursachte in Knochenmarks-Zellen der Maus Proliferation; in HL60 Zellen hemmte es die PU.1-induzierte Differenzierung. Überexpression von PU.1 führte dagegen zu einer Differenzierung von AML1-ETO exprimierenden Kasumi-Zellen zur monozytischen Zellreihe. Zusammenfassend ist also die Funktion von PU.1 in Anwesenheit von AML1-ETO gehemmt, wogegen die Überexpression von PU.1 die normale Differenzierung wieder herstellen kann.