Die Rolle des nucleostemin-Gens in dem Prozess der Ribosomenbiogenese

Die Biogenese von Ribosomen ist Voraussetzung für die Neusynthese
von Proteinen und somit auch für Zellwachstum unabdingbar. In den
Nukleoli der Zellen muss eine Vielzahl von
Ribosomenbiogenese-Faktoren funktionell reguliert und koordiniert
werden, damit reife 40S- und 60S- ribosomale Untereinheiten
entstehen. Die vorliegende Arbeit geht der Frage nach, wie das
nucleostemin (nst) Gen an dem zellulären Prozess der
Ribosomenbiogenese partizipiert. Zur Beantwortung dieser Frage
wurden mehrere Punkt- und Deletionsmutanten von nst kloniert,
exprimiert und zuerst auf ihren intrazellulären
Lokalisationsphänotyp hin überprüft. Dabei wurde festgestellt, dass
die vorwiegend nukleoläre Lokalisation von NST durch den N-Terminus
des Proteins, bestehend aus der basischen- und Coiled-Coil Domäne,
vermittelt und durch zirkulär permutierte GTP-Bindemotive reguliert
wird. Die Überexpression der nst Mutanten verursachte des Weiteren
keine nukleoplasmatische Translokation des nukleolären
Stressdetektorproteins Nucleophosmin (B23). Ein weiterer
Überexpressionsphänotyp des nst Wildtyp-Gens ist eine signifikante
Proliferationserhöhung in p53-positiven Zellen. Ein knock-down von
nst resultiert in einer deutlichen Proliferationsinhibition von p53
positiven- als auch p53 negativen Zellen und einem p53 vermittelten
G1/S-Phase Zellzyklusarrest. Auf Ebene der ribosomalen RNA
induziert die temporäre Herabregulation von nst einen
32S-rRNA-Prozessierungsdefekt, welcher in verringerten de novo
prozessierten 28S rRNA Mengen resultiert. In einem miRNA/siRNA
basierten knock-down knock-in Experiment wurde der N-Terminus des
Proteins zudem als minimale Funktionseinheit identifiziert: die
Expression einer Mutante, bestehend aus der basischen und Coiled
Coil Domäne, konnte den durch RNAi induzierten
32S-rRNA-Prozessierungsdefekt kompensieren. Der N-Terminus von NST
sedimentiert zudem in einem Sucrose-Gradienten in Wildtyp-ähnlicher
Manier, im Gegensatz zu einer NST Proteinvariante, welcher dieser
Teil des Proteins fehlt. Eine Interaktion des NST-Proteins mit dem
PeBoW-Komplex oder dem p53 Regulator Hdm-2 konnte nicht gezeigt
werden. Diese Arbeit beschreibt somit NST als 32S
rRNA-Prozessierungsfaktor und definiert den N-Terminus des Proteins
als minimale Funktionseinheit während der Ribosomenbiogenese.