Die Bedeutung von Genveränderungen bei Tyrosinphosphatasen

In der vorliegenden Arbeit wurde die Tyrosinphosphatase hVH-5 nach
Genveränderungen untersucht. Als Mitglied der Familie der
dual-spezifischen Phosphatasen ist hVH-5 (homologue of vaccinia
virus H1 phosphatase gene clone 5) an der Signaltransduktion der
Zelle durch Dephosphorylierung von stress-aktivierter Proteinkinase
(SAPK) und p38 beteiligt. Aufgrund seiner Rolle als potentielles
Tumorsuppressorgen können Genveränderungen oder Fehlregulationen
von hVH-5 zur Entstehung von Tumoren beitragen. Wie bereits bekannt
ist, zählt die Lokalisation dieses Gens auf Chromosom 11p15.5 zu
häufig beobachteten Loss Of Heterozygosity (LOH)-Regionen bei
Krebserkrankungen, u.a auch bei Brustkrebs. Im Rahmen dieser Arbeit
wurde eine Expressionsanalyse der hVH-5 Phosphatase in Normalgewebe
und Brustkrebszelllinien durchgeführt. Es konnte gezeigt werden,
dass hVH-5 nicht nur, wie schon bekannt, in humanem Gehirn, Herz
und Skelettmuskel transkribiert wird, sondern eine Trankription
darüber hinaus auch noch in 10 weiteren humanen Geweben sowie in
allen untersuchten Brustkrebszelllinien nachgewiesen werden konnte.
Um ein zeitsparendes und effektives Mutationsscreening zu
ermöglichen, wurde eine neue Methode, Conformation Sensitive Gel
Electrophoresis (CSGE), etabliert. Dadurch konnte bereits im ersten
Exon dieser Phosphatase eine Heteroduplexbildung als Hinweis auf
eine Genveränderung sichtbar gemacht werden. Mittels
Sequenzierungs- sowie
Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus-Analyse konnte die
exakte Nukleotidsequenz bestimmt werden. Es wurde festgestellt,
dass es sich hierbei um eine bisher unbekannte Gensequenz eines
prozessierten Pseudogens der hVH-5 Phosphatase handelt.
Prozessierte Pseudogene sind dadurch definiert, dass sie
typischerweise durch einen Verlust des Promotors transkriptionell
inaktiv sind. Eine Datenbankrecherche (Sanger Center) ermöglichte
die Lokalisation des Pseudogens auf Chromosom 10q22.2.
Phylogenetische Analysen führten zu dem Ergebnis, dass das Gen vor
ca. 6,8 Mio. Jahren entstanden sein müsste. Es konnte gezeigt
werden, dass das in dieser Arbeit beschriebene Pseudogen von hVH-5
(ψhVH-5) entgegen der Definition eines Pseudogens in gesunden
menschlichen Geweben transkribiert wird. Diese Tatsache deutet auf
eine evtl. funktionelle Bedeutung dieses Gens hin. Weiterhin konnte
ein möglicher Zusammenhang zwischen der Transkription des
Pseudogens und der Entstehung von Brustkrebs nicht ausgeschlossen
werden, da dieses in drei von 14 untersuchten Brustkrebszelllinien
nicht transkribiert wird. Aus der Übersetzung der
Nukleinsäuresequenz von ψhVH-5 in Aminosäuren resultierte ein
Peptid von 8.8 kDa, welches sich stark vom hVH-5 Wildtyp
unterscheidet und keinerlei funktionelle Domänen aufweist. Es
konnte weder ein Nachweis des transient überexprimierten Proteins
noch eines in vivo translatierten Proteins erbracht werden. Die
Akkumulation der zahlreichen Mutationen im Pseudogen verglichen mit
dem Wildtyp deutet stark darauf hin, dass dieses Gen in der
Evolutionsgeschichte aufgrund fehlender funktioneller Bedeutung
zumindest zeitweise keinem Selektionsdruck unterlag oder aber sich
zu einem selbständigen Gen mit noch unbekannter Funktion
weiterentwickelte. In der vorliegenden Arbeit konnten Hinweise
dafür gebracht werden, dass ψhVH-5 sich möglicherweise derart
entwickelt hat, um durch andere Regulationsmechanismen,
beispielsweise solche, die für nicht-kodierende RNAs bekannt sind,
mit dem Wildtypgen der hVH-5 Phosphatase zu interagieren.