Investigating the effect of human SACM1L gene in the p53 wild type breast epithelial MCF10A and breast cancer MCF7 cells

Abstract

p53, tumor suppressor protein, plays role in the regulation of many cellular processes. Thus, p53 activity is controlled by a series of mechanisms, one of which is a redox reaction. However, redox regulation of p53 is not well defined in the literature. As a candidate of antioxidant, Sac1 gene mutation resulted in decreased levels of human p53 protein in transformed yeast, but the human homolog of Sac1 (SACM1L) has not been studied yet. SACM1L is known to function as a phosphoinositide phosphatase, hydrolyzes PI4P in the Golgi and ER. Previous studies demonstrated SACM1L depletion in HeLa cells led to decreased viability and arrest at the G2/M phase. However, no data were found on the association between the SACM1L and either directly p53 or p53 mediated cellular processes. We aimed to investigate the role of SACM1L in p53 controlled cellular processes like cell cycle and apoptosis in p53 wild type (wt) breast epithelial cells MCF10A and breast cancer cells MCF7 in the presence or absence of SACM1L gene. We demonstrated that SACM1L knockout MCF7 cells were arrested in the G1 phase, and number of proliferating cells was reduced, whereas overexpression of SACM1L did not change the proliferation, and cell cycle. Further, the rate of apoptosis was increased in SACM1L overexpressing and knockout MCF10A and MCF7 cells, supported by the findings of transcriptional analysis for p53 target genes. In conclusion, the greatest effect of SACM1L was observed in the apoptosis, but the underlying mechanisms are still unclear and must be further studied.

Tümor baskılayıcı protein olan p53 bir çok hücresel olayda görev alır. Bu yüzden birbirinden farklı mekanizmalar tarafından control edilir. Bu mekanizmalardan biri de redoks reaksiyonudur. p53'ün redoks reaksiyonları ile regülasyonunu sağlayan farklı içsel ve dışsal faktörler olmasına ragmen, litaratürde yer almayan başka faktörlerde olabilir. Bir antioksidan adayı olarak SAC1 geni bu faktörlerden biri olabilir. Daha önceki çalışmalarda, p53 transformasyonu yapılmış maya hücrelerinde SAC1 genini mutasyona uğrattıklarında, p53 aktivitesinde azalma olduğu gözlemlenmiştir. Fakat, SAC1'in insan homoloğu olan SACM1L geni daha önce bu amaç doğrultusunda çalışılmamıştır. SACM1L (SAC1 benzeri Fosfatidilinositid Fosfataz) geni, Golgi ve endoplazmik retikulumda lokalize olan ve öncelikli olarak fosfatidilinositol 4-fosfat hidrolize eden bir fosfoinositid fosfataz olarak işlev gören integral membran proteinini kodlamaktadır. Daha önceki çalışmalarda, SACM1L'in HeLa hücrelerinde silinmesi sonucunda canlılığın azaldığı ve hücre döngüsünün G2/M fazında durduğu gözlemlenmiştir. Fakat, SACM1L direkt olarak p53 ile ve/veya p53'ün görev aldığı hücre yolakları arasındaki ilişki ile ilgili çalışmalar bulunmamaktadir. Bu bağlamda, SACM1L geninin varlığında veya yokluğunda p53 vahşi tip (wt) meme epitel hücreleri MCF10A ve meme kanseri hücreleri MCF7'de hücre döngüsü ve apoptoz gibi p53 kontrollü hücresel süreçlerde SACM1L'nin rolünün araştırılması hedeflenmiştir. Sonuç olarak MCF7 hücrelerinde SACM1L nakavt edildiğinde hücre döngüsü G1 fazında duraklarken, bölünen hücre sayısında da azalma gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra, SACM1L'nin aşırı ekspresyonu herhangi bir değişime sebep olmamıştır. Apoptoz deneyleri sonucunda, SACM1L'nin aşırı ekspresyonu ve silinmesi durumlarında iki hücre hattı içinde hücre ölümleri önemli ölçüde artış göstermiştir. Bu sonuçlar aynı zamanda p53 hedef genleri için transkripsiyonel analiz bulguları ile de desteklenmiştir.