Microphthalmia-associated transcription factor (MITF) is known as an essential regulator of melanocyte differentiation, proliferation, survival, and differentiation of multiple cell lineages, including neural crest-derived melanocytes, pigmented epithelial cells of the eye, mast cells, and osteoclasts. In melanoma cells, it plays a critical role as a lineage-survival oncogene. MITF may act as a switch that determines whether cells proliferate or become quiescent, thus allowing migration and formation of metastases. In this thesis, I investigated two questions: i) What are the molecular consequences of a suppressor mutation in mouse Mitf, Mitfmi-sl and ii) What is the role of PRDM7 in melanoma. The Mitfmi-sl suppressor mutation is an intragenic suppressor mutation discovered over two decades ago, but the molecular effects have been elusive. Using protein expression, mutagenesis, and western blotting, I have shown that this mutation affects both protein stability and nuclear localization of MITF. Interestingly, the Mitfmi-sl mutant protein can drag its dimerization partner proteins, including wild-type MITF, mutant MITF, or TFE3, into the nucleus, thus improving its own stability. This is likely to explain the suppressor phenotype. In addition, I have shown that the E318K mutation, which predisposes melanoma in humans, also affects stability and nuclear localization in concert with S409, providing information about the molecular mechanism involved. This is a novel way of action for suppressor mutation and for cancer predisposition. In the second project, I have shown that MITF regulates the expression of PRDM7, a primate-specific gene specifically expressed in melanoma. This gene, in turn, affects cell morphology and proliferation and MITF protein expression level. Interestingly, both MITF and PRDM7 mediate changes in the distribution of histone marks. Our results suggest that MITF mediates its role in regulating extracellular matrix organization, proliferation, and histone modification partially through PRDM7.
Umritunarþátturinn MITF (microphthalmia associated transcription factor) er
mikilvægur fyrir sérhæfingu, fjölgun og lifun nokkurra frumugerða, þar með talið
lifrumur í húð og augum, mastfrumur og beinátsfrumur. MITF gegnir einnig
hlutverki í sortuæxlum þar sem það virkar sem rofi sem ákvarðar hvort frumurnar
skipta sér eða ekki og hvort þær geta ferðast og myndað meinvörp. Ritgerð
þessi fjallar um tvær spurningar: i) Hverjar eru sameindalíffræðilegar afleiðingar
bælibreytingarinnar Mitfmi-sl í mús; og ii) Hvert er hlutverk PRDM7 gensins í
sortuæxlum? Bælibreytingin Mitfmi-sl er breyting í Mitf geninu sem bælir
svipgerðir annarra stökkbreytinga í Mitf geninu. Breytingin setur stopptákna í stað
tákna K316, en það er þekkt SUMOyleringar-set í MITF. Þrátt fyrir að breytingin
hafi verið þekkt í tvo áratugi hefur reynst erfitt að finna sameindalíffræðileg áhrif
hennar. Með próteintjáningu, stökkbreytingum og western-blettun hefur mér
tekist að sýna að breyting þessi hefur áhrif á bæði stöðugleika MITF próteinsins
og staðsetningu þess í kjarna. Stökkbreytta MITFmi-sl próteinið getur dregið
önnur prótein sem það getur myndað tvenndir með (villigerðar MITF, stökkbreytt
MITF og TFE3) inn í kjarnann og þannig aukið eigin stöðugleika. MITFmi-sl
próteinið getur bundið DNA og þegar það losnar úr ofangreindum tvenndum
geta MITFmi-sl einstvenndir bundist DNA og örvað umritun. Auk þess hef ég sýnt
að E318K stökkbreytingin sem eykur líkur á sortuæxlum í mönnum hefur einnig
áhrif á stöðugleika MITF og staðsetningu í kjarna, en einungis ef S409 er ekki
fosfært. Í seinna verkefninu sýndi ég að MITF stjórnar tjáningu PRDM7 en það er
tjáð sérhæft í sortuæxlum og einungis að finna í prímötum. Ég sýndi að genið
hefur áhrif á skiptingar og útlit sortuæxlisfruma auk þess sem það hefur áhrif á
tjáning MITF próteinsins. Áhugavert er að bæði MITF og PRDM7 genin hafa
svipuð áhrif á umbreytingar históna í sortuæxlisfrumum. Niðurstöðurnar benda til
þess að áhrif MITF próteinsins fari að hluta í gegnum áhrif þess á PRDM7.
