ATF4

ATF4, kurz für activating transcription factor 4, ist ein Transkriptionsfaktor und gehört zur Leucin-Zipper-Familie. Er bindet das cAMP response element (CRE) der DNA als Antwort auf zellulären Stress, um die Transkription verschiedener Gene zu regulieren.

ATF4 wird ubiquitär exprimiert und vom gleichnamigen Gen auf Chromosom 22 an Genlokus 22q13.1 kodiert.

ATF4 bildet Heterodimere mit verschiedenen Proteinen, darunter Leucin-Zipper-Proteinen wie JUN, FOS und FRA1, aber auch CEBPG (CCAAT/enhancer-binding protein gamma) oder DDIT3 (DNA damage inducible transcript factor 3). Durch diese molekularen Interaktionen reguliert ATF4 die Expression einer Vielzahl von Genen.

Die Expression von ATF4 wird durch zellulären Stress induziert, z.B. durch mitochondrialen oder oxidativen Stress, aber auch durch eine Virusinfektion, eine Hypoxie oder einen Aminosäuremangel. Dabei hat ATF4 zwei verschiedene Funktionen: Zuerst reguliert es die Transkription von Genen, die für das Überleben der Zelle wichtig sind. Anhaltende Stressbedingungen führen dann zu einem Wechsel der Funktion, sodass ATF4 an der Apoptose der Zelle beteiligt ist. Die genauen Mechanismen des Funktionswechsels sind bisher (2023) nicht ausreichend untersucht. Es wird vermutet, dass der Wechsel der Heterodimer-Partner sowie posttranslationale Modifikationen eine wichtige Rolle spielen.

Darüber hinaus lässt sich aus Tierexperimenten ableiten, dass ATF4 eine Rolle bei der Bildung des Langzeitgedächtnisses, bei der Langzeitpotenzierung und im Rahmen der neuronalen Plastizität spielt.

Häufig ist ATF4 in Krebszellen hochreguliert. Zudem wird ein Zusammenhang mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen wie Epilepsie, Depression und Schizophrenie vermutet.

• GeneCards – ATF4 Gene - Activating Transcription Factor 4, abgerufen am 05.10.2023
• Neill et al. A stay of execution: ATF4 regulation and potential outcomes for the integrated stress response. Front Mol Neuroscience. 16:1112253. 2023