Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Jenaer Wissenschaftler erforschen molekularen Kontrollpunkt der Zellteilung

26.05.2008
Molekularbiologen um Prof. Stephan Diekmann und PD Dr. Peter Hemmerich vom Fritz-Lipmann-Institut Jena beobachten fluoreszierende Zentromer-Proteine in Echtzeit an lebenden Zellen.

"Leuchtende" Eiweißmoleküle geben Aufschluss über die molekulare Interaktion von Proteinen mit dem Zellteilungskontrollpunkt. CENP-A und CENP-I als epigenetische Marker des Zentromers.

Ohne Zellteilung gibt es weder Wachstum noch Regeneration. Die genetische Information muss dabei gleichartig auf die Tochterzellen aufgeteilt werden. Dabei werden die genetisch identischen Schwesterchromatiden eines Chromosoms voneinander getrennt. Das so genannte Zentromer - die "schmale Taille" eines Chromosoms - ist für die korrekte Trennung des genetischen Materials während der Zellteilung verantwortlich.

Dort befindet sich beidseitig das so genannte Kinetochor, ein Proteinkomplex, an dem von beiden Zellpolen aus die Spindelfasern andocken, um die Schwesterchromatiden auseinander ziehen zu können.

... mehr zu:
»Chromosom »Protein »Zellteilung »Zentromer

Defekte in der Proteinstruktur des Kinetochors - dem Andockpunkt am Zentromer - führen zu Aneuploidie, Krebs und zellulärer Seneszenz. "Durch die Erforschung der molekularen Grundlagen dieses Kontrollpunktes am Chromosom, können langfristig auch wichtige Grundmechanismen zellulärer Alterungsprozesse verstanden werden", so Stephan Diekmann vom Leibniz Institut für Alternsforschung (Fritz-Lipmann-Institut Jena). Mittlerweile sind zwar fast alle Komponenten dieses Proteinkomplexes bekannt, doch bisher blieb unklar, wie die unterschiedlichen Proteinmolekülezusammenwirken .

Jenaer Wissenschaftler aus der Arbeitsgruppe Diekmann haben nun einige dieser Kinetochor-Proteine zum Leuchten gebracht, um Licht in die molekularen Interaktionsprozesse am Zentromer zu bringen. In Echtzeit und an lebenden Zellen konnten Hemmerich und Kollegen mit Hilfe eines Spezialmikroskopes beobachten, wie sich diese "leuchtenden" Proteine am Zentromer verhalten und wie schnell sie dort eingebaut bzw. ausgetauscht werden.

"Wir haben insgesamt 6 Proteine untersucht und kamen dabei zu einem erstaunlichen Befund", so Peter Hemmerich. "Während die Zentromer-Proteine CENP-A und CENP-I extrem stabil im Zentromer integriert sind, findet bei den vier anderen Proteinen ein ständiger Austausch statt", erläutert der Molekularbiologe. Dabei war die Stärke der Bindung von CENP-B, CENP-C, CENP-H und hMis12 an das Zentromer sehr unterschiedlich und hat sich über den Zellzyklus hinweg drastisch verändert.

Bei der Mitose (Zellteilung) sitzen jedoch alle Proteine fest am Zentromer. "Das macht Sinn, denn in dieser Phase muss die Zugkraft der Spindelfasern über das Zentromer auf die Chromosomen übertragen werden", erklärt Hemmerich. Sonst können die Schwesterchromatiden nicht getrennt werden.

"Wir konnten mit Hilfe unserer Forschungen zeigen, dass der Kinetochor-Proteinkomplex aus der Kombination zweier grundsätzlich verschiedener Proteintypen besteht", so Hemmerich und Diekmann. Die einen sind fest am Zentromer verankert und die anderen assoziieren dort nur übergangsweise.

Die Wissenschaftler konnten experimentell nachweisen, dass das CENP-A zu den fest eingebauten Molekülen gehört, die sich nicht wieder vom Zentromer ablösen können. "Wir vermuten, dass CENP-A der epigenetische Markierung der Zentromer-DNA dient", so Hemmerich. "Das Marker-Protein wirkt wie ein "Fähnchen" am Chromatin, das Signale an seine molekulare Umgebung abgibt", erklärt der Molekularbiologe. Die Botschaft lautet: Achtung, hier befindet sich das Zentromer! Auch CENP-I ist extrem stabil mit dem Zentromer verbunden. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass dieses Protein die epigenetische Funktion von CENP-A unterstützt.

"Diese molekularen Markierungsmechanismen erleichtern die Identifikation des Zellteilungskontrollpunktes", erläutern die Jenaer Wissenschaftler. Nur dann ist eine korrekte Trennung und Aufteilung der genetischen Information bei der Mitose gewährleistet.

Publikation:
Hemmerich P, Weidtkamp-Peters S, Hoischen C, Schmiedeberg L, Erliandri I, Diekmann S.

Dynamics of inner kinetochore assembly and maintenance in living cells. (2008) J. Cell Biol. 180:1101-1114.

Dr. Eberhard Fritz | idw
Weitere Informationen:
http://www.fli-leibniz.de/groups/diekmann_de.php

Weitere Berichte zu: Chromosom Protein Zellteilung Zentromer

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Feinste organische Partikel in der Atmosphäre sind häufiger glasartig als flüssige Öltröpfchen
21.04.2017 | Max-Planck-Institut für Chemie

nachricht Darmflora beeinflusst das Altern
21.04.2017 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Immunzellen helfen bei elektrischer Reizleitung im Herzen

Erstmals elektrische Kopplung von Muskelzellen und Makrophagen im Herzen nachgewiesen / Erkenntnisse könnten neue Therapieansätze bei Herzinfarkt und Herzrhythmus-Störungen ermöglichen / Publikation am 20. April 2017 in Cell

Makrophagen, auch Fresszellen genannt, sind Teil des Immunsystems und spielen eine wesentliche Rolle in der Abwehr von Krankheitserregern und bei der...

Im Focus: Tief im Inneren von M87

Die Galaxie M87 enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch von sechs Milliarden Sonnenmassen im Zentrum. Ihr leuchtkräftiger Jet dominiert das beobachtete Spektrum über einen Frequenzbereich von 10 Größenordnungen. Aufgrund ihrer Nähe, des ausgeprägten Jets und des sehr massereichen Schwarzen Lochs stellt M87 ein ideales Laboratorium dar, um die Entstehung, Beschleunigung und Bündelung der Materie in relativistischen Jets zu erforschen. Ein Forscherteam unter der Leitung von Silke Britzen vom MPIfR Bonn liefert Hinweise für die Verbindung von Akkretionsscheibe und Jet von M87 durch turbulente Prozesse und damit neue Erkenntnisse für das Problem des Ursprungs von astrophysikalischen Jets.

Supermassereiche Schwarze Löcher in den Zentren von Galaxien sind eines der rätselhaftesten Phänomene in der modernen Astrophysik. Ihr gewaltiger...

Im Focus: Deep inside Galaxy M87

The nearby, giant radio galaxy M87 hosts a supermassive black hole (BH) and is well-known for its bright jet dominating the spectrum over ten orders of magnitude in frequency. Due to its proximity, jet prominence, and the large black hole mass, M87 is the best laboratory for investigating the formation, acceleration, and collimation of relativistic jets. A research team led by Silke Britzen from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has found strong indication for turbulent processes connecting the accretion disk and the jet of that galaxy providing insights into the longstanding problem of the origin of astrophysical jets.

Supermassive black holes form some of the most enigmatic phenomena in astrophysics. Their enormous energy output is supposed to be generated by the...

Im Focus: Neu entdeckter Exoplanet könnte bester Kandidat für die Suche nach Leben sein

Supererde in bewohnbarer Zone um aktivitätsschwachen roten Zwergstern gefunden

Ein Exoplanet, der 40 Lichtjahre von der Erde entfernt einen roten Zwergstern umkreist, könnte in naher Zukunft der beste Ort sein, um außerhalb des...

Im Focus: Resistiver Schaltmechanismus aufgeklärt

Sie erlauben energiesparendes Schalten innerhalb von Nanosekunden, und die gespeicherten Informationen bleiben auf Dauer erhalten: ReRAM-Speicher gelten als Hoffnungsträger für die Datenspeicher der Zukunft.

Wie ReRAM-Zellen genau funktionieren, ist jedoch bisher nicht vollständig verstanden. Insbesondere die Details der ablaufenden chemischen Reaktionen geben den...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungen

Baukultur: Mehr Qualität durch Gestaltungsbeiräte

21.04.2017 | Veranstaltungen

Licht - ein Werkzeug für die Laborbranche

20.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligenter Werkstattwagen unterstützt Mensch in der Produktion

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Forschungszentrum Jülich auf der Hannover Messe 2017

21.04.2017 | HANNOVER MESSE

Smart-Data-Forschung auf dem Weg in die wirtschaftliche Praxis

21.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten