Gene transcription is highly regulated by proteins called transcription factors, which bind to specific DNA sequences, and recruit a plethora of cofactors that directly modify the chemical composition of N-terminal histone tails or recruit enzymes that do so. These modifications alter the structure of chromatin, and can prime it for or render it refractory to transcription. Many of these recruited cofactors, termed transcriptional coactivators or corepressors, can interact with several classes of transcription factors. Initially characterized as an inhibitor of nuclear receptor-mediated transactivation, Ligand-dependent CoRepressor (LCoR) represses transcription through recruitment of specific C-terminal binding proteins (CtBPs) and histone deacetylases (HDACs) via defined domains. We were interested in determining whether LCoR also serves as a coregulator of other classes of transcription factors. Using yeast two-hybrid screens with the open reading frame of LCoR as bait, we found novel interactions with the transcription factor Krüppel-like factor 6 (KLF6) and another transcriptional coregulator KRüppel-Associated Box (KRAB)-associated protein 1 (KAP-1). KLF6 may act as a tumour suppressor in certain malignancies, while KAP-1 is a corepressor that functions through many zinc finger transcription factors. Functional characterization of these interactions revealed that LCoR regulates the expression of the genes cyclin-dependent kinase inhibitor 1A (CDKN1A) and cadherin 1 (CDH1) in specific prostate cancer cells via KLF6, and growth arrest and DNA-damage-inducible alpha (GADD45A) and fibroblast growth factor 2 (FGF2) in specific breast cancer cells through KAP-1. CDKN1A expression is regulated by the hormone insulin-like growth factor 1 (IGF-1) in certain cell types, and levels of IGF-1 and CDKN1A are elevated in prostate cancer. We found that LCoR and CDKN1A levels were enhanced in prostate cancer tissue and in IGF-1 treated prostate cancer cells. Additionally, the transcriptional response of a complex composed of KLF6 and LCoR may be altered by IGF-1 as we found that treatment of prostate cancer cells transiently overexpressing KLF6 and LCoR with IGF-1 abrogated their repression of a reporter gene. Hence, IGF-1-mediated transcriptional expression of CDKN1A may occur through KLF6 and LCoR and have implications for prostate cancer development. Similarly, the expression of FGF2 is frequently lost and associated with a more malignant phenotype in breast cancer. Our results show that a transcriptional complex composed of LCoR, KAP-1, and the transcription factor ZBRK1 suppresses the expression of the FGF2 gene in breast cancer cells, which enhanced cell viability. The identification of this transcriptional silencing complex provides a mechanism for the lack of expression of FGF2 in breast cancer. The work presented in this thesis contains four major contributions to further the understanding of the biological function of LCoR. In addition to identifying novel molecular interactions with (1) KLF6 and (2) KAP-1, which illustrate that LCoR can function in transcription independent of nuclear receptors, the functional characterization of these interactions revealed potential roles for LCoR in (3) breast and (4) prostate tumour development. / La transcription des gènes est hautement régulée par des protéines qu'on appelle facteurs de transcription. Ces facteurs se lient à des séquences d'ADN précises et recrutent de nombreux cofacteurs qui modifient directement la composition chimique de l'extrémité N terminale des histones ou recrutent des enzymes qui peuvent le faire. Cela entraîne une modification de la structure de la chromatine afin d'induire la transcription ou l'inhiber. De nombreux cofacteurs, appelés coactivateurs ou corépresseurs, peuvent interagir avec plusieurs classes de facteurs de transcription. Ligand-dependent Corepressor (LCoR), caractérisé initialement comme inhibiteur de la transactivation par les récepteurs nucléaires, réprime la transcription en recrutant C-terminal binding proteins (CtBPs) et des histones désacétylases (HDACs) spécifiques via des domaines définis. Nous nous sommes intéressés à déterminer si LCoR peut aussi agir comme corégulateur d'autres classes de facteurs de transcription. Au cours des travaux présentés ici, un criblage par double hybride chez la levure, utilisant le cadre ouvert de lecture de LCoR comme appât, a permis de découvrir de nouvelles interactions avec le facteur de transcription Krüppel-like transcription factor 6 (KLF6) et avec un autre corégulateur transcriptionnel, Krüppel-Associated Box (KRAB)-associated protein 1 (KAP-1). Il a été déterminé que le facteur KLF6 serait un suppresseur de certaines tumeurs malignes et que la protéine KAP-1 est un corépresseur agissant par le biais de nombreux facteurs de transcription contenant des domaines doigt de zinc. La caractérisation fonctionnelle de ces interactions a révélé que le corépresseur LCoR régule l'expression des gènes cyclin-dependent kinase inhibitor 1A (CDKN1A) et cadherin 1 (CDH1) dans des cellules spécifiques du cancer de la prostate via le facteur KLF6, et l'expression des gènes growth arrest and DNA-damage-inducible, alpha (GADD45A) et fibroblast growth factor 2 (FGF2) dans des cellules spécifiques du cancer du sein via la protéine KAP-1. L'expression du gène CDKN1A est régulée par l'hormone insulin-like growth factor 1 (IGF 1) dans certains types de cellules, et des taux élevés de cette hormone et du gène CDKN1A ont été observés dans le cas du cancer de la prostate. Nous avons trouvé des taux élevés de LCoR et CDKN1A dans des tissus du cancer de la prostate et des cellules du cancer de la prostate traitées avec IGF-1. De plus, la réponse transcriptionelle d'un complexe composé par KLF6 et LCoR pourrait être modifié par IGF-1, car nous avons montré que le traitement de cellules du cancer de la prostate surexprimant transitoirement KLF6 et LCoR avec IGF-1 aboli la répression d'un gène indicateur. Par conséquent, l'expression de CDKN1A par IGF-1 pourrait passer par KLF6 et LCoR et avoir des conséquences sur le développement du cancer de la prostate. De même, des études précédentes ont déterminé que l'expression du gène FGF2 est fréquemment perdue et associée à un phénotype plus malin du cancer du sein. Un complexe transcriptionnel composé de LCoR, KAP-1 et du facteur de transcription ZBRK1 réprime l'expression du gène FGF2 et modifie la viabilité des cellules du cancer du sein. L'identification de ce complexe de répression transcriptionnelle présente un mécanisme pour expliquer l'absence du gène FGF2 dans le cancer du sein.La présente thèse est caracterisée par la découverte de quatre contributions majeures permettant de mieux comprendre la fonction biologique du corépresseur LCoR. En plus d'avoir permis l'identification de nouvelles interactions moléculaires avec (1) KLF6 et (2) KAP-1, illustrant que LCoR peut agir sur la transcription indépendamment de récepteurs nucléaires, la caractérisation fonctionnelle de ces interactions a révélé des rôles potentiels du corépresseur LCoR dans le développement des cancers du (3) sein et de la (4) prostate.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.114140 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Calderon, Mario Ramiro |
| Contributors | John H White (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Physiology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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