Identification and investigation of osmostress-induced genes in Dictyostelium
Final Report Abstract
Um sich an wechselnde Bedingungen des osmotischen Milieus anzupassen, initiieren Zellen umfassende Veränderungen in der Transkription. In D. discoideum wird STATc in Antwort auf hyperosmotischen Stress durch Phosphorylierung an Ty922 aktiviert. Daraufhin dimerisieren zwei STATc-Monomore, translozieren in den Zellkern und verursachen massive und spezifische Änderungen in der Gentranskription. In Säugerzellen werden STATs von JAKs (Janus Kinasen) aktiviert. Im Dictyosteliumgenom konnte jedoch kein eindeutiges JAK-Ortholog identifiziert werden. In früheren Arbeiten wurden bereits zwei STATc-Regulatoren ermittelt: PTP3 (Protein Tyrosine Phosphatase 3) und Pyk2 (Tyrosinkinase-ähnliches (TKL) Protein). Die Ergebnisse zeigten, dass Pyk2 nicht allein für die STATc-Phosphorylierung verantwortlich ist. Basierend auf Mikroarrayergebnissen, Sequenzvergleichen und Literaturrecherchen wählten wir Pyk2, Pyk3 und Phg2 als Kandidaten für weitere STATc Regulatoren aus und analysierten sie mittels einer breiten Palette biochemicher, molekurbiologischer und zellbiologischer Methoden in Zusammenarbeit mit unseren Kooperationspartnern an der Universität Dundee. Wir konnten zeigen, dass sowohl Pyk2 als auch Pyk3 STATc an Tyr922 phosphorylieren und damit aktivieren, die Aktivierung jedoch in unterschiedlichen zellulären Kompartimenten erfolgt. Phg2 ist zusammen mit einer weiteren noch nicht identifizierten Proteinkinase für die Regulation von PTP3, der Proteintyrosinphosphatase, die STATc im inaktiven Modus hält, verantwortlich. Wir konnten zeigen, dass Phg2 und PTP3 direkt miteinander interagieren und Phg2 an der Inhibierung und Phosphorylierung von PTP3 an Ser747 beteiligt ist. Diese komplexe Regulation ermöglicht eine optimale stressinduzierte STATc-Aktivierung.
Publications
- 2014. Identification of the protein kinases Pyk3 and Phg2 as regulators of the STATc mediated response to hyperosmolarity. PLoS ONE 9(2), e90025
Vu, L.H., T. Araki, J. Na, C.S. Clemen, J.G. Williams, and L. Eichinger
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0090025) - 2014. Two Dictyostelium Tyrosine Kinase-Like kinases function in parallel, stressinduced STAT activation pathways. Mol. Biol. Cell, 25(20), 3222-3233
Araki, T., L.H. Vu, N. Sasaki, T. Kawata, L. Eichinger, and J.G. Williams
(See online at https://doi.org/10.1091/mbc.E14-07-1182)
