Analyse av Myb-responsive promotere : bestemmelse av optimal "core"-promoter for transkripsjonsfaktoren c-Myb

Abstract

Bakgrunn: c-Myb er en sentral regulatorisk transkripsjonsfaktor i hematopoietiske celler og regulerer mange målgener som er involvert i proliferasjon, differensiering og apoptose. For å kunne forklare c-Mybs biologi er det nødvending å finne flere av disse målgenene. Eukaryote promotere består av oppstrømselementer som binder transkripsjonsfaktorer og en core -promoter region. Core -promoteren (ca. -35 til +35 relativt til transkripsjonsstart) er ulikt oppbygd i forskjellige promotere. Det er i den senere tid oppdaget at diversiteten i core -promoteren er av stor betydning for transkripsjonell regulering ved at at ulike aktivatorer kan ha en preferanse for bestemte core -promotere. Det er foreslått at elementene i core -promoteren er av betydning for hvilke initieringskomplekser som dannes og dermed hvilke aktivatorer promoteren responderer på. Man kan tenke seg at ved å identifisere krav til en c-Myb responsiv promoter kan denne informasjonen brukes i validering av målgener. I denne oppgaven ble det derfor utført en systematisk analyse av Myb-responsive promotere for å undersøke core -promoterens betydning for c-Myb respons og hvilken core -promoter konfigurasjon som er gunstigst for aktivering med c-Myb. Det ble også undersøkt om antall MRE ( Myb recognition element eller Myb responselement) og fenomenet synergikontoll er av betydning for Myb-respons. Ut fra dette kunne vi bestemme om et reporterkonstrukt med optimal core -promoter egner seg bedre for å måle Myb-respons enn de som er brukt i vårt laboratorie tidligere. Angrepsmåten var å lage ulike Myb-responsive reportere med forskjellige core -promoter sekvenser (fra ulikt oppbygde core -promotere; henholdsvis human c-MYC, mus Rag2 og human TRHR), men med identiske oppstrøms bindingselementer for c-Myb (MRE). Deretter ble disse undersøkt i luciferase reporterassay for c-Myb aktivering. For å sikre at alle MRE i reporterkonstruktene skulle være funksjonelle samtidig ble det først gjort EMSA analyser for å bestemme minsteavstanden mellom MRE som tillater samtidig binding av c-Myb til alle MRE.

Resultat: Vi fant at et reporterkonstrukt med c-MYC core -promoter, som inneholder TATA- og Inr-motiv, gav en kraftig respons i luciferase reporterassay. Reporteren med Rag2 core -promoter, som kun inneholder Inr-elementet, gav noe respons, mens reporteren med TRHR core -promoter, som mangler begge elementene, gav svært lav respons. Resultatene tyder på at TATA-motivet er særlig viktig for c-Myb respons. Vi oppdaget også at c-Mybs respons ikke økte jevnt med økende antall MRE. Med villtype c-Myb bundet til multiple MRE observerte vi en lavere respons enn forventet. Dette fenoment var fraværende hos den ikke-sumoylerbare mutanten c-Myb-2KR som gav en kraftig synergistisk effekt ved multiple MRE. Dette tyder på at et fenomen kalt synergikontroll ( synergy control : SC) også er viktig ved c-Myb aktivering av promotere. Vi fant til slutt at reporteren med c-MYC core -promoter gav en lignende respons som den etablerte reporteren med tk core -promoter (som også inneholder TATA-elementet), men c-MYC konstruktet hadde den fordel at det gav en mye lavere bakgrunn.

Konklusjon: Vi konkluderer med at c-Myb har en preferanse for hvilke core -promotere den aktiverer og at et TATA-element i core -promoteren er gunstigst for aktivering med c-Myb. At Inr er av mindre betydning støttes av en sammenligning der reportere med henholdsvis TATA og TATA/Inr i core -promoter sekvensen gav omtrent samme respons i reporterassay. Vi har også vist at c-Myb har en kraftig SC-effekt som er avhengig av sumoylering av c-Myb. Dette fører til kraftig inhibering av synergi mellom c-Myb(wt) proteiner bundet til multiple MRE. I tillegg har vi sett at en reporter med optimal core -promoter er et bedre verktøy for å måle c-Myb aktivitet enn de vårt laboratorie har benyttet tidligere.