Prevention of cytokine withdrawal-induced apoptosis by Mcl-1 requires interaction between Mcl-1 and Bim

Growth factor withdrawal from hemopoietic cells results in activation of the mitochondrial pathway of apoptosis. Members of the Bcl-2 family regulate this pathway, with anti-apoptotic members counteracting the effects of pro-apoptotic members. We investigated the effect on Mcl-1 function of mutation at a conserved threonine 163 residue (T163) in its proline, glutamate, serine, and threonine rich (PEST) region. Under normal growth conditions, Mcl-1 half-life increased with alteration of T163 to glutamic acid, but decreased with mutation to alanine. However, both T163 mutants exhibited greater pro-survival effects compared with the wild type, which can be explained by an increased stability of the T163A mutant in cytokine-starved conditions. Both the mutant forms exhibited prolonged binding to pro-apoptotic Bim in cytokine-deprived cells. The extent to which Mcl-1 mutants were able to exert their anti-apoptotic effects correlated with their ability to associate with Bim. We further observed that primary bone marrow derived macrophages survived following cytokine withdrawal as long as Bim and Mcl-1 remained associated. In our study, we were unable to detect a role for GSK-3-mediated regulation of Mcl-1 expression. Based on these results we propose that upon cytokine withdrawal, survival of hemopoietic cells depends on association between Mcl-1 and Bim. Furthermore, alteration of T163 of Mcl-1 may change the protein such that its association with Bim is affected, resulting in prolonged association and increased survival. Le retrait de facteurs de croissance du milieu de croissance des cellules hémopoïétiques résulte en l'activation de la voie mitochondriale de l'apoptose. Les membres de la famille Bcl-2 régulent cette voie, les membres anti-apoptotiques contrecarrant les effets des membres pro-apoptotiques. Nous avons examiné l'effet de la mutation d'un résidu thréonine conservé (T163), présent dans la région riche en résidus proline, glutamate, sérine et thréonine (PEST), sur la fonction de Mcl-1. Le remplacement de la T163 par un acide glutamique augmentait la demi-vie de Mcl-1 en conditions de croissance normale, alors que la mutation en alanine la diminuait. Cependant, les deux types de mutations de la T163 favorisaient la survie comparativement au type sauvage, ce qui pouvait s'expliquer par une stabilité accrue des protéines mutantes en conditions de privation en cytokines. Les deux formes mutantes se liaient plus longtemps à Bim, un effecteur pro-apoptotique, chez les cellules privées de cytokines. La mesure avec laquelle les protéines Mcl-1 mutantes étaient capables d'exercer leurs effets anti-apoptotiques étaient corrélés avec leur capacité de s'associer à Bim. Nous avons ensuite observé que les macrophages primaires dérivés de la moelle osseuse survivaient après le retrait des cytokines tant et aussi longtemps que Bim et Mcl-1 restaient associés. Dans notre étude, nous avons été incapables de détecter un rôle de la régulation de l'expression de Mcl-1 par GSK-3. Nous proposons à partir de ces résultats qu'à la suite du retrait des cytokines, la survie des cellules hémopoïtiques dépend de l'association de Mcl-1 à Bim. De plus, la modification de la T163 de Mcl-1 pouvait changer la protéine de telle sorte que son association à Bim était affectée, résultant en une association prolongée et en une survie accrue. [ABSTRACT FROM AUTHOR]