Molekulare Interaktion von KCMF1 mit dem FOXO Signalwegs in vitro und in vivo

Einleitung: KCMF1 ist ein phylogenetisch hoch konserviertes Zinkfingerprotein; die humane Aminosäuresequenz stimmt zu 95% mit der des Zebrafisches überein. In vivo zeigt KCMF1 pro-onkogene Eigenschaften im murinen Pankreaskarzinommodell. Diese Funktion wird über eine Interaktion mit dem FOXO Signalweg vermittelt.

Ziele: Identifikation der molekularen Interaktionspartner von KCMF1.

Ergebnisse: KCMF1 ist ein nukläres Phosphoprotein das unter nicht stimulierten Bedingungen zytoplasmatisch, unter oxidativem Stress nukleär lokalisiert ist. Die subzelluläre Lokalisation wird über 2 NLS und ein N-terminales nukleäres Exportsignal vermittelt. KCMF1 ist Substrat der CK1 und wird in 3 Positionen phosphoryliert. KCMF1 defiziente MEF's zeigen eine frühzeitige Seneszenz verbunden mit einer Herabregulation von CyclinD und E und eine verstärkte Expression von p21 und p53. Molekular (Co-IP und GST-Pulldown) interagiert KCMF1 mit allen Mitgliedern der FOXO Transkriptionsfaktoren und mit SIRT1 und reprimiert die transkriptionelle Aktivität von FOXO in vitro und in vivo. KCMF1 bindet hierbei präferenziell acetyliertes FOXO1, die Interaktion wird durch oxidativen Stress verstärkt. Interessanterweise beeinflusst KCMF1 die Transaktivierung (Luciferase) und DNA Bindung der beiden FOXO Bindeelemente (FHRE und IRE) unterschiedlich. Die in vitro evaluierten Zielgene der KCMF1 abhängigen FOXO Repression (u.a. IGFBP1, p21, Atrogin, FOXP1) lassen sich in vivo in KCMF1 knockdown Tieren verifizieren. In vivo führt der KCMF1 kockdown zu einem embryonal letalen, cardialen Entwicklungsdefekt.

Schlussfolgerung: KCMF1 ist ein bisher unbekannter Interaktionspartner von FOXO1 und reprimiert direkt die transkriptionelle Aktivität von FOXO1. Weiterführend lassen unsere Ergebnisse auf eine antagonistische Funktion von KCMF1 auf die tumorsuppressive Eigenschaften von FOXO1 schließen.