Impact of MACC1 in Cargo Specific Clathrin-Mediated Endocytosis

Metastasis Associated in Colon Cancer 1 (MACC1) ist ein prognostischer und pradiktiver Biomarker fur Tumorprogression und Fernmetastasierung von Darmkrebs. Der exponentielle Anstieg der MACC1-verbundenen Publikationen seit dessen Entdeckung im Jahr 2009 verdeutlicht Mitwirkung von MACC1 am Krankheitsfortschritt vieler solider Tumore. Dies umfasst sich nicht nur die erhohte Tumorinvasion und Metastasierung, sondern ebenso erhohte Tumorangiogenese, dessen Stammzellfahigkeit und die Vermeidung von Apoptose. Obwohl unsere Forschungsarbeiten in den letzten Jahren neue Erkenntnisse uber die Auswirkung von MACC1 in der Tumorprogression brachten, ist uber dessen Proteinstruktur und der damit verbundenen Funktion in physiologischen Prozessen wenig bekannt. In dieser Arbeit wird zum ersten Mal die Rolle von MACC1 in der Clathrin-abhangigen Endozytose (CME) untersucht. Nach massenspektrometrischer Analyse des MACC1-Interaktoms wurde die Proteinbindung von MACC1 und den CME-verbundenen Faktoren CLTC, DNM2 und AP-2α, bzw. dem CME-Cargo TfR experimentell bestatigt. Davon ausgehend wurde der Endozytoseweg von TfR und MACC1-abhangige Anderungen in dessen Oberflachenverteilung, Internalisierung, Recycling und Proteinabbau mittels neu etablierter Methoden untersucht und ergab einen deutlichen Einfluss von MACC1 auf die Internalisierung und das Recycling von TfR. Daraufhin wurden durch Sequenzanalyse der MACC1-Proteinstruktur vorhergesagte N-terminale Interaktionsbereiche mit CME-Faktoren betrachtet, die eine Clathrin-Box sowie NPF- bzw. DPF-Motive umfassen. Deletionsvarianten von MACC1 wurden zunachst auf ihre Interaktionsfahigkeit mit CLTC, DNM2 und TfR getestet, deren subzellulare Lokalisation bestimmt, sowie deren Einfluss auf den Endozytoseweg von TfR gepruft. Das erhohte Recycling von TfR in Abhangigkeit von MACC1 wurde fur EGFR als wichtigen Vertreter von krebsrelevanten Rezeptor-Tyrosinkinasen uberpruft. Die Analyse des TfR-EGFR gekoppelten fruhen Endozytosewegs ergab eine erhohte Recyclingrate des Rezeptors in verschiedenen MACC1-uberexprimierenden Zelllinien. Um den Einfluss der N-terminalen Interaktionsbereiche von MACC1 auf den Endozytoseweg von EGFR zu verstehen, wurden die MACC1-Deletionsvarianten nicht nur auf Anderungen im Verlauf der EGFR-Endozytose gepruft, sondern ebenfalls auf die Aktivierung des Rezeptors sowie nachgelagerter Signaltransduktoren wie PI3K/AKT und ERK1/2. Die Wichtigkeit der Interaktionsbereiche von MACC1 wurde durch eine Analyse der EGF-induzierten Zellproliferation bestatigt. Die Ergebnisse dieser Arbeit, die die Rolle von MACC1 in der Endozytose beschreiben, erweitern die Interventionsmoglichkeiten gegenuber der Fernmetastasierung solider Tumore und konnten helfen, das Uberleben betroffener Patienten zu verlangern.%%%%Metastasis Associated in Colon Cancer 1 (MACC1) is a newly discovered prognostic and predictive biomarker associated with tumor progression and metastasis development. Since our first report concerning MACC1 in 2009, MACC1-related research has been exponentially increasing. At…