A biochemical mechanism for the negative role of Notch signaling on p53 transactivation function was proposed. Expression of the intracellular domain of human Notch1 (Notch1-IC) inhibits the expression of p53-responsive genes p21, mdm2, and bax in $HCT116p53^{-/-}$ cells. In addition, Notch1-IC expression inhibits the phosphorylation of ectopically expressed p53 in $HCT116p53^{-/-}$ cells as well as the phosphorylation of endogenous p53 in ultraviolet treated $HCT116p53^{+/+}$ cells. It was confirmed that transcriptional downregulation of p53-responsive genes by Notch1-IC both by chromatin immunoprecipitation and Northern blot analyses. The intracellular interaction between Notch1-IC and p53 in $HCT116p53^{+/+}$ cells was observed, suggesting that activated Notch1 interaction with p53 is an important cellular event for the inhibition of p53-dependent transactivation. The N-terminal fragment of Notch1-IC, which can interacts with p53, inhibits p53 phosphorylation and represses p53 transactivation. In addition, Notch signaling downregulated p53-dependent apoptosis induced by UV irradiation.
p53 단백질은 가장 잘 알려진 암 억제 유전자로서 많은 종류의 암에서 돌연변이가 일어나는 것으로 알려져 있다. 초파리에서 포유동물에 이르기까지 세포 운명 조절자로서의 기능이 잘 보존된 Notch 단백질은 발생 과정뿐만 아니라 신경계나 면역계에서 다양한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. p53의 family 유전자인 p63과 p73이 과발현되면 Notch 수용체의 리간드인 Jagged-1과 Jagged-2의 발현이 증가되어, 이웃한 세포의 Notch 신호전달을 활성화시킨다는 보고가 있어, Notch와 p53 family 사이의 연결에 대한 연구를 진행하였다.
활성화된 Notch1 단백질 (Notch1-IC)은 p53 family 단백질인 p53, p63, p73의 전사 활성을 억제하였고, 이러한 현상이 여러 세포주에서 일어남을 확인하였다. 또한 Notch1 단백질을 과발현시키면 p53 유전자의 인산화와 DNA에의 결합이 저해되는 것을 확인하여, 이로 인해 전사 활성 억제가 일어남을 확인하였다. Ank 서열 반복을 가지는 53BP 단백질이 p53 단백질과 결합함을 알고, Notch에 의한 p53의 전사활성 억제에는 Notch 자신의 전사 활성을 중요하지 않는다는 사실을 확인하여, Notch 단백질과 p53 단백질 사이의 결합을 확인할 수 있었다. 이 때, p53의 N-말단과 Notch1-IC의 N-말단에 있는 Ank 서열반복이 결합에 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. Notch1-IC의 N-말단 부분을 과발현시키면 Notch1-IC를 과발현시킬 때처럼 p53의 전사 활성이 억제되고, 인산화 또한 줄어듦을 확인하였다. p73의 경우도 Notch1-IC에 의한 활성 억제가 Notch1-IC 자신의 전사 활성과는 상관 없다는 결과를 얻을 수 있었고, p53과 마찬가지로 Notch1-IC와 결합할 수 있다는 것을 확인하였다. 결과적으로 이러한 Notch 단백질에 의한 p53 family의 활성 억제로 인해 UV에 의한 apoptosis가 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 이 실험 결과는 p53 단백질의 활성이 Notch에 의해 조절되어 암 억제 효과를 잃어버려 암이 유발될 수 있다는 것을 암시한다. 또한 암 발생뿐만 아니라 발생과정에 중요하게 작용하는 p63과 p73 단백질의 활성도 Notch 단백질에 의해 조절됨을 밝혀, 발생 과정에서의 Notch와 p53 family 사이의 관계에 대한 새로운 실마리를 제공하고 있다.
