Regulation von Teilungswahrscheinlichkeit und Zellzyklusdauer durch das Onkoprotein c-Myc

In der vorgelegten Dissertation wurde die Rolle des onkogenen
Transkriptionsfaktors c-Myc für eine schnelle Zellzyklusprogression
untersucht. Der Stand der Forschung zu Beginn der Arbeit legte
nahe, dass ohne die Expression von c-Myc eine Zelle nur verzögert
den Teilungszyklus durchlaufen kann (Mateyak et al., 1997). Mit
Hilfe eines neuen Experimentansatzes konnte gezeigt werden, dass
diese Beobachtung korrigiert werden muss. Die Analyse der
Zellzyklusprogression von einzelnen Zellen mit Hilfe von
Zeitrafferfilmen ergab, dass c-myc-/- Zellen in gleicher Zeit die
Teilung durchführen wie c-myc+/+ Zellen. Das Aufstellen von
Stammbäumen zu den einzelnen Zellen ebnete den Weg zu einer
umfassenden statistischen Auswertung. Mit der Kaplan-Meier Methode
gelang eine detaillierte Beschreibung des beobachteten
Sachverhaltes. c-myc-/- und c-myc+/+ Zellkulturen unterschieden
sich vor allem in ihrer Teilungswahrscheinlichkeit und nicht in der
Zellzyklusdauer der einzelnen Zellen. In Abwesenheit von
c-Myc-Expression wurde ein großer Teil der Zellen nach erfolgter
Teilung inaktiv. Der Anteil teilungsinaktiver Zellen akkumuliert
und ließ die Gesamtzahl der Population deutlich langsamer
ansteigen. Dieses Ergebnis konnte durch die Generierung einer neuen
Zellinie weiter untermauert werden. Die Expression eines MycER
Fusionsproteins in c-myc-/- Zellen (Smoxi-4) ermöglichte die
wahlweise Aktivierung des MycER Proteins durch Zugabe von Tamoxifen
(4-OHT). Eine unmittelbare Untersuchung der Auswirkung von
c-Myc-Aktivität in einer einzigen Zellinie war dadurch möglich.
Zeitrafferfilme und deren Auswertung bestätigten die bereits
gemachten Ergebnisse. Durch die Verwendung der publizierten
Osteosarkomzellinie M47 (Gehring et al., 2000) konnten die
Beobachtung weiter verallgemeinert werden. In diesen Zellen ließ
sich die Expression des c-Myc-antagonistisch wirkenden
Transkriptionsfaktors Mad1 durch Zugabe von Tetrazyklin steuern.
Der Antagonist Mad1 senkte vor allem die Teilungswahrscheinlichkeit
der Zellen. Zusammenfassend ergibt sich daraus der Vorschlag eines
neuen Modells. Die Expression von c-Myc in einer Zelle beeinflusst
vor allem die Entscheidung, ob sie in einen weiteren Zellzyklus
eintritt oder nicht. Der Geschwindigkeit der Zellzyklusprogression
kommt dabei nur eine untergeordnete Rolle zu. Diese Beobachtung
unterstreicht die Bedeutung von Restriktionspunkten und
Aktivierungsschwellen bei der Kontrolle der Zellteilung durch
c-Myc. Die erhöhte Apoptose- und Mitoserate von Smoxi-4 Zellen
zeigte auf anschauliche Weise, wie durch eine einzige onkogene
Läsion (c-Myc) die Entstehung weiterer Mutationen begünstigt werden
kann.