Srovnání signalingu FGFR3 a FGFR4 v kontextu jejich hlavních aktivujících mutací asociovaných s lidskými onemocněními

Bc. Tereza Pospíšilová

Master's thesis

Analysis of FGFR3 and FGFR4 signaling in relation to their major disease-associated mutants

Abstract:

FGF signální dráha je jedním ze zásadních signálních systémů, který se uplatňuje během embryonálního vývoje, v dospělosti hraje roli mimo jiné i při udržení homeostázy. Fibroblastové růstové faktory (FGF) a jejich asociované receptory (FGFR) tvoří velkou rodinu signálních molekul, která je konzervovaná jak u obratlovců, tak u bezobratlých. Cílem této diplomové práce bylo provedení detailní biochemické analýzy signálování FGFR3 a FGFR4 kináz, včetně jejich hlavních aktivujících mutantů asociovaných s nádory a ostatními onemocněními. Abnormální signálování FGFR3 a FGFR4 kináz je pravděpodobně zprostředkováno aktivací MAP kináz ERK1/2 a STAT1. Všichni zkoumaní FGFR3 aktivující mutanti (G380R, R248C, K650M, Y373C) a FGFR4 aktivující mutanti (V550E, N535K, V550E) vykazovali zvýšenou hladinu aktivace MAP kináz ERK1/2. Naopak schopnost fosforylovat STAT1 byla objevena pouze u mutací K650M (FGFR3), N535K (FGFR4) a V550E (FGFR4). Žádný významný rozdíl v aktivaci ostatních signálních drah, které spadají pod kontrolou FGF receptorů, jako např. AKT a p38 signálního systému nebyl zaznamenán.

Abstract:

The FGF signaling pathway is a crucial signaling system responsible for a variety of processes of embryonic development and tissue homeostasis. Fibroblast growth factors (FGFs) and their specific cell surface receptors (FGFRs) make up a large and complex family of signaling molecules, which have been found both in vertebrates and in invertebrates. Activating mutations in the FGFR3 tyrosine kinase cause several forms of human skeletal dysplasia. FGFR4 activating mutations have been found to be associated with severe cancer progression and poor prognosis. The aim of this thesis was to inspect and evaluate signal transduction by four FGFR3 activating mutations (G380R, R248C, K650M, Y373C) and three FGFR4 activating mutations (V550E, N535K, V550E). Based on quantitative analysis of western blotting we propose that the aberrant FGFR3 and FGFR4 signaling is caused mainly by activation of the ERK1/2 MAP kinase pathway and the STAT1 pathway. ERK1/2 activation was strongly induced by all FGFR3 and FGFR4 activating mutations. On the other hand, the ability to activate STAT1 was restricted only to K650M (FGF3), V550E (FGFR4) and N535K (FGFR4). No significant difference was observed in other downstream signaling pathways, such as the AKT or the p38 signaling system.

Keywords

FGF, FGFR3, FGFR4, Achondroplázie, Aktivující mutace FGF, Achondroplasia, Activating mutations

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2013
• Supervisor: Mgr. Pavel Krejčí, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics