OMIM-Eintrag – * 605209 – CHECKPOINT-PROTEIN MIT FHA- UND RINGFINGER-DOMÄNEN; CHFR

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Klonierung und Expression

Eine Reihe menschlicher Krebsarten reagiert empfindlich auf mitotischen Stress, was Checkpoint-Defekte impliziert. Viele Proteine, die gabelkopf-assoziierte (FHA) Domänen enthalten, sind Zellzyklus-Checkpoints. Um neuartige mitotische Checkpoint-Gene zu isolieren, durchsuchten Scolnick und Halazonetis (2000) eine EST-Datenbank nach cDNAs mit FHA-Domänen. Sie identifizierten eine cDNA, die sie CHFR für ‚Checkpoint with forkhead and ring finger domains‘ nannten, die ein 664-Aminosäure-Protein mit FHA- und Ringfinger-Domänen innerhalb seines N-Terminus codiert. Innerhalb seines C-Terminus enthält CHFR eine cysteinreiche Region, die keine signifikante Ähnlichkeit mit einem Protein in der GenBank-Datenbank aufweist, aber zwischen Menschen und Mäusen stark konserviert ist. Durch Northern-Blot-Analyse ist die CHFR-Expression in normalen menschlichen Geweben allgegenwärtig; 3 von 8 untersuchten menschlichen Krebszelllinien enthielten jedoch keine CHFR-mRNA. Dieselben Zelllinien exprimierten kein CHFR-Protein, bestimmt durch Immunoblot-Assay. Scolnick und Halazonetis (2000) zeigten, dass das CHFR-Gen aufgrund mangelnder Expression oder durch Mutation in 4 von 8 untersuchten humanen Krebszelllinien inaktiviert wurde. Normale Primärzellen und Tumorzelllinien, die Wildtyp-CHFR exprimieren, zeigten einen verzögerten Eintritt in die Metaphase, wenn die Zentrosomentrennung durch mitotischen Stress gehemmt wurde. Im Gegensatz dazu traten die Tumorzelllinien, die die CHFR-Funktion verloren hatten, ohne Verzögerung in die Metaphase ein. Die ektopische Expression von Wildtyp-CHFR stellte die Zellzyklusverzögerung wieder her und erhöhte die Fähigkeit der Zellen, mitotischen Stress zu überleben. So kamen Scolnick und Halazonetis (2000) zu dem Schluss, dass CHFR einen Checkpoint definiert, der den Eintritt in die Metaphase als Reaktion auf mitotischen Stress verzögert.

Genfunktion

Toyota et al. (2003) analysierten das Muster der CHFR-Expression in einer Reihe von menschlichen Krebszelllinien und Primärtumoren. Sie fanden eine CpG-methylierungsabhängige Stummschaltung der CHFR-Expression in 45% der Krebszelllinien, 40% der primären kolorektalen Karzinome, 53% der kolorektalen Adenome und 30% der primären Kopf-Hals-Karzinome. Die Expression von CHFR korrelierte sowohl mit der CpG-Methylierung als auch mit der Deacetylierung der Histone H3 und H4 in der CpG-reichen regulatorischen Region. Zellen mit CHFR-Methylierung hatten einen intrinsisch hohen mitotischen Index, wenn sie mit einem Mikrotubuli-Inhibitor behandelt wurden. Dies bedeutet, dass Zellen, in denen CHFR epigenetisch inaktiviert wurde, Funktionsverlustallele für die mitotische Checkpoint-Kontrolle darstellten. Zusammengenommen beleuchten diese Ergebnisse den Weg, über den der mitotische Checkpoint in Krebszellen umgangen wird, und legen nahe, dass die Inaktivierung von Checkpoint-Genen viel weiter verbreitet ist als bisher vermutet.

Ahel et al. (2008) identifizierten ein neuartiges Poly (ADP-Ribose) -bindendes Zinkfinger (PBZ) -Motiv in einer Reihe von eukaryotischen Proteinen, die an der DNA-Schadensreaktion und Checkpoint-Regulation beteiligt sind. Das PBZ-Motiv wird auch für die posttranslationale Poly(ADP-ribosyl)ation benötigt. In: Ahel et al. (2008) zeigten die Wechselwirkung von Poly (ADP-Ribose) mit diesem Motiv in 2 repräsentativen menschlichen Proteinen, APLF (611035) und CHFR, und zeigten, dass die Wirkungen von CHFR im Antephase-Checkpoint durch Mutationen in PBZ oder durch Hemmung der Poly (ADP-Ribose) -Synthese aufgehoben werden.

Tiermodell

Die Expression des mitotischen Checkpoint-Proteins CHFR geht in 20 bis 50% der Primärtumoren und Tumorzelllinien verloren. Um zu untersuchen, ob die Herunterregulation von CHFR direkt zur Tumorgenese beiträgt, haben Yu et al. (2005) generierte Chfr-Knockout-Mäuse. Es wurde festgestellt, dass Chfr-defiziente Mäuse krebsanfällig sind, spontane Tumore entwickeln und nach Behandlung mit Dimethylbenz (alpha) anthracen eine erhöhte Inzidenz von Hauttumoren aufweisen. Chfr-Mangel führte zu chromosomaler Instabilität in embryonalen Fibroblasten und regulierte die mitotische Kinase Aurora A (603072), die häufig in einer Vielzahl von Tumoren hochreguliert wird. Chfr interagierte physikalisch mit Aurora A und ubiquitiniertem Aurora A sowohl in vitro als auch in vivo. Yu et al. (2005) kamen zu dem Schluss, dass CHFR ein Tumorsuppressor ist und dass es die Chromosomenstabilität gewährleistet, indem es die Expressionsniveaus wichtiger mitotischer Proteine wie Aurora A kontrolliert.

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