Služby - Molekulární genetika

Gen kódující β-catenin je lokalizován na chromozómu 3 v oblasti p22-p21.3. β-catenin je multifunkční protein, který se účastní Ca²⁺ závislé mezibuněčné adheze, regulace genové exprese prostřednictvím jeho působení ve Wnt/Wingless signální dráze a některých dalších buněčných procesů.

U adhezních spojů β-catenin interaguje s cytoplasmatickou částí transmembránových cadherinů na jedné straně a s α-cateninem, který dále váže aktinová filamenta, na straně druhé a zajišťuje tak stabilitu těchto spojů (obr. 1). Ztráta nebo porušení β-cateninu má pak za následek porušení normální adhezní vazby buněk.

Kromě mezibuněčných interakcí je druhou zásadní funkcí β-cateninu jeho působení coby transkripčního kofaktoru ve Wnt/Wingless signální dráze. Tento systém je v případě absence růstového faktoru Wnt negativně regulován pomocí komplexu proteinů APC-Axin-GSK3β (Adenomatous polyposis coli-Axin-Glykogen synthása kináza 3β), který fosforyluje β-catenin na serinech a threoninech na N terminalnim konci a tím umožňuje jeho ubiquitinem zprostředkovanou degradaci. V případě přítomnosti Wnt signálu je GSK3β inhibována, nedochází tak k degradaci β-cateninu, a ten interaguje s transkripčními faktory z Tcf/Lef rodiny a aktivuje tak, mimo jiné, geny účastnící se buněčné proliferace, jako Cyclin D1 apod. (obr. 1). K obdobné situaci dochází i při poškození některého z proteinů účastnícího se regulace Wnt/Wingless signální dráhy, zejména pak genu APC a genu pro β-catenin, jež jsou mutovány u celé řady nádorových onemocnění.

V naší práci byl gen β-catenin analyzován na přítomnost mutací v exonu 3, který obsahuje místa pro fosforylaci GSK3β, u pacienta s vzácným pigmentovaným solidním a pseudopapilárním tumorem pankreatu.

V naší laboratoři provádíme vyšetření mutací třetího exonu genu CTNNB1 pomocí přímého sekvenování.

Obrázek 1.
Schématické znázornění úlohy β-cateninu v buněčné adhezi a při přenosu signálu. (obrázek převzatý z citace 3)

Obrázek 2.
Mutace genu CTNNB1. Bodová mutace G->A v exonu 3 vedoucí k aminokyselinové záměně S23N.

1. Koch A, Denkhaus D, Albrecht S, Leuschner I, von Schweinitz D, Pietsch T. Childhood hepatoblastomas frequently carry a mutated degradation targeting box of the beta-catenin gene. Cancer Res. 1999;59(2):269-73.
2. Akiyama T. Wnt/beta-catenin signaling. Cytokine Growth Factor Rev. 2000;11(4):273-82.
3. Daniels DL, Eklof Spink K, Weis WI. β-catenin: molecular plasticity and drug design. Trends Biochem Sci. 2001;26(11):672-8.
4. Abraham SC, Klimstra DS, Wilentz RE, et al. Solid-pseudopapillary tumors of the pancreas are genetically distinct from pancreatic ductal adenocarcinomas and almost always harbor β-catenin mutations. Am J Pathol 2002;160:1361-1369.