HoxB13 homeobox proteinin bir transkripsiyon faktörü olarak ve DNA hasarı ile tamir mekanizmalarındaki rolü

Abstract

Homeobox genleri, vücut ekseninin uygun şekilde gelişimi için gerekli bilgileri sağlayan hücresel gelişimin temel düzenleyicileridir. Homeobox genlerin birçoğu, yetişkin organ ve dokularında homeostazın oluşumunda da rol oynarlar. Bazı homeobox proteinlerin hücre döngüsü ve DNA hasar tamiriyle ilişkili yolaklarda görev aldığı gösterilmiştir. HoxB13'ün, çoğunlukla prostat ve kolonda ifade (eksprese) edildiği ve birçok malin tümörde de ekspresyonunun bozulduğu gösterilmiştir. HoxB13'ün aşırı ekspresyonunun hücrelerin hücre döngüsünün G1 fazında durmasına neden olduğu bulguları yayınlanmıştır. Ancak, G1 deki bu tutulumun ayrıntıları henüz aydınlatılmamıştır.Bu çalışmada öncelikli olarak ilk hedef, HoxB13'ün DNA hasar tamiriyle olan ilişkisini ortaya çıkartmaktı. HoxB13'ün DNA hasar ve tamir mekanizmasında görev alan temel proteinlerle etkileşim içinde olduğunu gösterilmiştir. HoxB13'ün ektopik ekspresyonu, topoizomeraz I inhibitörü olan kamptotesin aracılıklı ATM ve H2AX fosforilasyonunu azalttığını ve bunun sonucunda DNA hasarın algalanması ve tamir kapasitesinde bozukluk yaratığını kanıtlanmiştir. Bu çalışmanın ikinci amacı, farklı hücre döngüsü fazlarında HoxB13'ün rolünü ve prostat kanseri hücre hatlarında HoxB13'ün kaybı ve kazanımının hücre döngüsü ilerleyişini nasıl etkilediğini araştırmaktır. Bu amaçla, HoxB13'ün, hücre döngüsü sırasında döngüsel ekspresyonu olduğunu, G1-S, G2-M geçişinin düzenlenmesinde doğrudan etkisi olan proteinlerle etkileşimde bulunduğunu gösterilmiştir. Ayrıca, Hoxb13'ün kaybı siklin D1, E2F1, siklin B1 ve CDC25c'nin seviyelerindeki artış ile beraber hücre prolifrasiyonun artmasını neden olmaktadır. HoxB13'ün ektopik ekspresyonu LNCaP ve PC-3 hücre hatlarında proliferasyon oranını ve koloni oluşumunu azaltmaktadır. Hücre döngüsü düzenleyicilerinin aktivitesini kontrol eden bir tümör baskılayıcı olarak görev alan HoxB13'ün kaybının hücrelerin daha proliferatif bir fenotip kazanmasına yol açmakta olduğu öne sürülmüştür.

Homeobox genes are major regulators of cellular development where they provide essential information for the proper development and patterning of the body axis. Many of these Homeobox proteins also function in the maintenance of homeostasis in adult organs and tissues. A couple of homeobox proteins have been shown to function in cell cycle and DNA damage-repair related pathways. HoxB13 is a homeobox protein that is exclusively expressed in prostate and colon tissues and its expression is deregulated in various malignancies. The first aim of the current study was to elucidate the DNA damage-repair related function of HoxB13. It has been found that HoxB13 associates with major proteins of the DNA damage-repair machinery, affects their phosphorylation status and thus changes cellular response to DNA damaging agents. Second aim of the study was to investigate the role of HoxB13 in cell cycle and how its gain or loss affects the cell cycle progression in prostate cancer cells. It has been found that HoxB13 exhibits a cyclic expression during cell cycle and interacts directly both with the regulators of G1-S and G2-M transition. Further, loss of HoxB13 releases the growth arrest and drives cells by increased expression of cyclin D1, E2F1, cyclin B1 and Cdc25C. Since, over-expression of HoxB13 decreases cell proliferation rate and colony formation potential of LNCaP and PC-3 cells, its loss promotes cell proliferation and colony formation. So it is proposed that HoxB13 acts as a tumour suppressor by modulating the activity of cell cycle regulators and its loss results in a more proliferative phenotype in prostate cancer cells.