Authors:	Sommer, Tina Maria
Title:	Einfluss der DNA-Glykosylase OGG1 auf die TGFbeta-vermittelte Induktion einer Epithelial-mesenchymalen Transition (EMT)
Online publication date:	29-Jun-2018
Year of first publication:	2018
Language:	german
Abstract:	7,8-Dihydro-guanin (8-oxoG) ist eine der häufigsten prämutagenen DNA-Basenmodifikationen, die Reparatur wird von der DNA-Glykosylase OGG1 (8-oxoguanin glycosylase) initiiert und verläuft über die Basenexzisionsreparatur. In der letzten Zeit mehreren sich die Hinweise, dass OGG1 bzw. 8-oxoG auch eine Rolle an der Regulation der Transkription von bestimmten Genen spielen. Um den Einfluss der DNA-Glykosylase OGG1 auf die Epithelial-mesenchymale Transition (EMT) zu untersuchen, wurden OGG1-defiziente HaCaT-Zellen bzw. Kontrollzellen mit TGF beta behandelt und die Expression von verschiedenen Markergenen (p21 und FN1) untersucht. Es zeigte sich, dass OGG1 einen hemmenden Einfluss auf die Expression beider Markergene ausübt. Ein solcher inhibierender Einfluss der DNA-Glykosylase auf die Transkription wurde in der vorliegenden Arbeit erstmalig beschrieben. Zudem wurde gezeigt, dass die Histondemethylase LSD1 in Abhängigkeit von OGG1 einen hemmenden Einfluss auf die Expression von p21 hat. Mechanistisch bedeutet dies, dass sowohl OGG1 als auch LSD1 einen hemmenden Einfluss auf die Expression von p21 haben. In Abwesenheit von TGF beta hemmt LSD1 als Bestandteil des inhibierenden CoREST-Komplexes die Transkription. Nach Zugabe von TGF beta wird der inhibitorische Komplex von regulatorischen Elementen (z.B. Promotor oder Enhancern) gelöst und die Transkription kann stattfinden. Durch TGF beta produzierte ROS könnten die Induktion von 8-oxoG in regulatorischen Elementen zur Folge haben, die von OGG1 erkannt werden. Die resultierenden BER-Intermediate können in der Folge entweder die Initiation oder Elongation der Transkription stören. Alternativ könnte OGG1 sofortige Prozessierung der Läsion Corepressoren rekrutieren, die die Transkription negativ beeinflussen. An der TGF beta-vermittelten Signalübertragung sind bekanntermaßen eine Vielzahl von weiteren Signalwegen, beispielsweise über die MAP-Kinasen, beteiligt. So konnte gezeigt werden, dass p38 einen aktivierenden Einfluss auf die Induktion von p21 hat, während JNK hemmend wirkt. Beide MAP-Kinasen regulieren die Transkription unabhängig von OGG1, sind also entweder „upstream“ von dem Zusammenwirken von LSD1 und OGG1 abhängigen Regulation der Transkription oder verlaufen gänzlich unabhängig voneinander. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die Induktion von 8-oxoG, die für die Rekrutierung von OGG1 verantwortlich ist, lokal sehr begrenzt und positioniert erfolgt. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern somit wichtige Erkenntnisse über die Regulation einer EMT und beschreiben erstmalig die Rolle der DNA-Glykosylase OGG1 in diesem Prozess. EMT spielt bei zahlreichen pathophysiologischen Prozessen (z.B. Fibrosen oder Metastasierung von Krebszellen) eine zentrale Rolle. Dieses Wissen um die molekulare Steuerung der EMT kann verwendet werden, um therapeutisch gezielter eingreifen zu können. 7,8-Dihydro-guanin (8-oxoG), is one of the most common premutagenic DNA base modifications. It is recognized by the DNA-glycosylase OGG1 and afterwards repaired via base excision repair pathway. Recently, there has been growing evidence that OGG1 or 8-oxoG plays a role in the regulation of the transcription of certain genes. In order to analyze the influence of the DNA-glycosylase OGG1 on epithelial-mesenchymal transition (EMT), OGG1-deficient HaCaT-cells and the corresponding control cells were treated with TGF beta and the expression of several marker genes (p21 and FN1) was analyzed. It has been shown that OGG1 has an inhibitory effect on the expression of both marker genes. This inhibitory effect of the DNA-glycosylase was/is described in this dissertation for the first time. Furthermore, it has been shown that the Histone demethylase LSD1 has also an inhibitory effect on the expression of p21 depending on OGG1. That means that OGG1 and LSD1 have an inhibitory effect on the expression of p21. In the absence of TGF beta, LSD1 inhibits the transcription of p21, because it is part of the inhibitory CoREST-complex. After the addition of TGF beta the inhibitory complex is removed from regulatory elements (e.g. promotor or enhancer) and the transcription can be initiated. Ros produced by TGF beta that could induce 8-oxoG in regulatory elements which are recognized by OGG1. The resulting BER-intermediates could either interfere with the initiation or the elongation of the transcription. Without any processing of the lesion, OGG1 could alternatively recruit corepressors and negatively influence the transcription. Moreover, there are many pathways that modulate TGF beta-signaling (e.g. the MAP-kinase pathway). The results show that p38 has an activating influence on the induction of p21, whereas JNK is inhibitory. Independently of OGG1, both MAP-kinases are regulating the transcription, which means that they are either upstream of LSD1 and OGG1 or have completely independent signaling pathways. Furthermore, it is documented that the induction of 8-oxoG, which is essential for the recruitment of OGG1, is localized and well-positioned. The results of this thesis are providing important insights about the regulation of EMT and give a first description of DNA-glycosylase OGG1 in this process. EMT plays a major role in several pathophysiological processes (e.g. fibrosis and metastasis). This knowledge about the molecular regulation of EMT could be used for therapeutical intervention.
DDC:	500 Naturwissenschaften 500 Natural sciences and mathematics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4460
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000020717
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	167 Blätter
Appears in collections:	JGU-Publikationen