The role of Elk-1 in mitosis and its interaction with microtubule based motor proteins

Abstract

ETS transkripsiyon faktörleri ailesinin bir üyesi olan Elk-1, hücre büyümesi, farklılaşma, apoptoz, hayatta kalım, anjiyogenez ve kanser gibi bir çok biyolojik süreçte görev almaktadır. Elk-1, mitojenler tarafından aktive edilen MAPKlerin fosforlamasına bağlı olarak transkripte olan mitozun öncül genleri ile ilişkili olan bir proteindir. Laboratuarımızda yakın zamanda gerçekleştirilen çalışmalar Elk-1'in nöronlarda mikrotübüller ile etkileşim içerisinde olduğunu göstermiştir. Ayrıca S383 bölgesinden fosforlanan Elk-1 in metafazdan telofaza kadar mitotik iğ iplikciğinde bağlı kaldığı ve sitokinez sırasında midbody de bulunduğu gözlemlenmiştir. Dinamik bir yapıpya sahip olan mikrotübüller, hücre iskeletenin temel bileşenleridir ve hücre şeklinin korunması, organellerin hücre içerisinde taşınması, mitozda iğ iplikciklerinin oluşması ve kromozomların birbirinden ayrılması gibi fonksiyonlar için oldukça önemlidir. Bugüne kadar microtübüllere bağlanan birçok protein tanımlanmıştır ve mitoz bölünmede çok çeşitli rolleri olan dynein ve kinezin motor proteinleri bunlara örnek olarak gösterilebilmektedir. Bu tezde, Elk-1 in mikrotübül motor proteinleri ile olan potansiyel etkileşimi incelenmiştir. Immuno çökeltme ve GST çöktürme analizleri Elk-1'in serum uyarısına cevap olarak dynein motor proteini ile birleşiğini ve bu etkileşimin Serin 383 fosforlanmasından bağımsız olduğunu göstermiştir. Dynein proteinine ek olarak, Elk-1 in kinezin ailesinin birkaç üyesi ile potansiyel etkileşimi araştırılmış ancak şu ana kadar böyle bir etkileşim ortaya çıkarılamamıştır. Laboratuarmızda elde edilen sonuçlar ve bu tez çalışması Elk-1'in sadece anti apoptotik ve proliferatif genlerin transkripsiyonel düzenlenmesinde rol oynamadığını ayrıca hücre döngüsü aparatları ile de direkt olarak ilişkili olduğunu göstermiştir.

Elk-1 is a member of the ETS domain superfamily of transcription factors and involved in many biological processes, such as cell growth, differentiation, apoptosis, survival, angiogenesis and cancer. Elk-1 is a protein that is associated with mitogen-induced immediate early gene transcription upon phosphorylation by MAPKs. Recently, the interaction of Elk-1 and microtubules has been shown in neurons in our laboratory. It was further observed that, P-S383-Elk-1 is associated with mitotic spindle poles from metaphase through telophase, and relocates to the spindle midbody during cytokinesis. Microtubules are the dynamic structures that is the main components of the cytoskeleton and important for maintaining cell structure, intracellular transport of organelles, forming the spindle during mitosis and seperation of chromosomes. Many different proteins are identified that bind to the microtubule, including motor proteins, such as kinesin and dynein which are involved in diverse roles during mitosis. In this thesis project, we have analyzed the possible interaction between Elk-1 transcription factor and microtubule motor proteins. Co-immunoprecipitation and GST pull down analyses indicate that Elk-1 interacts with dynein motor protein in response to serum stimulation, independent of Serine 383 phosphorylation. In addition to dynein motor protein, different kinesin family members are analyzed to reveal a potential interaction between Elk-1 and these proteins, but any possible interaction has not yet been observed. Data from our laboratory and this thesis imply that Elk-1 may not only be involved in the transcriptional regulation of anti-apoptotic and proliferative genes and also interfering directly with the cell cycle apparatus.