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Chromosom geschnappt – wie Zellteilung funktioniert

14.03.2012
Forschenden des Biozentrums der Universität Basel ist es gelungen, einen neuen Mechanismus für die fehlerlose Erbguttrennung bei der Zellteilung aufzuklären.

Dr. Ying Wai Chan und Dr. Anna Santamaria aus der Forschungsgruppe von Prof. Erich Nigg konnten nachweisen, dass das Enzym Aurora B und der Proteinkomplex Ska eine zentrale Rolle bei der fehlerfreien Teilung der Chromosomen übernehmen. Die Ergebnisse, die auch für die Krebsforschung neue Ansatzpunkte liefern, sind jetzt im «Journal of Cell Biology» veröffentlicht.


Spindelapparat (links): Aurora B reguliert den Ska-Komplex. Die Chromosomen (blau) werden von den Spindelfasern (grün) an den Kontaktpunkten (rot) gepackt. Spindelapparat (rechts): Aurora B kann den Ska-Komplex nicht regulieren. Die Kontaktpunkte (rot) zwischen Chromosomen (blau) und Spindelfasern (grün) werden nicht fixiert.
Foto: Universität Basel

Der Mensch wächst und bleibt gesund, indem sich seine Zellen teilen und so vermehren. Bei diesem hochkomplexen Prozess kann es zu Fehlern kommen, die für die Entstehung von Tumorzellen verantwortlich sind. Damit die Zellteilung korrekt verläuft, muss auch das Erbgut einer Zelle – bestehend aus 23 Chromosomenpaaren – fehlerfrei getrennt und auf zwei neu entstehende Tochterzellen verteilt werden.

Die Forschungsgruppe von Prof. Erich Nigg konnte nun zeigen, dass das für das Zellwachstum wichtige Enzym Aurora B für eine fehlerfeie Trennung der Chromosomen sorgt. Aurora B reguliert nämlich die Interaktion zweier Proteinkomplexe (Ska-Komplex und KMN-Komplex) mit dem sogenannten Spindelapparat, der molekularen Maschine, welche die Zellteilung in Gang setzt.

Aurora B bestimmt Zeitpunkt und Festigkeit

Bei der Zellteilung bildet der Spindelapparat Spindelfasern aus. Diese heften sich ausgehend von zwei Seiten an jeweils ein Schwesterchromosom. Diese werden dann in entgegengesetzter Richtung auseinandergezogen und in zwei Tochterzellen geschleust. «Wie sich eine Spindelfaser an ein Chromosom heftet, ist dabei für den gesamten Prozess entscheidend», erklärt Dr. Anna Santamaria.

Sie und ihre Mitarbeiter haben den Steuerungsmechanismus entdeckt, der das Anheften der Spindelfaser an das Chromosom reguliert. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass das Enzym Aurora B den Proteinkomplex Ska steuert und dadurch sowohl den Zeitpunkt des Anheftens als auch die Festigkeit der Verbindung bestimmt. Beides muss gewährleistet sein, damit die beiden Schwesterchromosomen fehlerfrei in die zwei neuen Tochterzellen gelangen und gesunde Zellen entstehen.

Tumorzellen durch fehlerhafte Zellteilung

Treten Fehler in diesem Steuerungsmechanismus auf, kann es passieren, dass ein Chromosom falsch verteilt wird. Die Tochterzellen können sich zu Tumorzelle entwickeln und so zu Krebs führen. Die Forschungsergebnisse bieten somit auch Anhaltspunkte für die Erforschung von Krebserkrankungen. In Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Prof. Elena Conti vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried arbeitet die Gruppe von Erich Nigg derzeit verstärkt daran, die Struktur des Ska-Komplexes aufzuklären. Die bisherigen Ergebnisse sehen vielversprechend aus, und so wird noch für dieses Frühjahr mit einer weiteren Publikation gerechnet.

Originalbeitrag
Ying Wai Chan, A. Arockia Jeyaprakash, Erich A. Nigg, and Anna Santamaria (2012)
Aurora B controls kinetochore–microtubule attachments by inhibiting Ska complex–KMN network interaction

J Cell Biol, Published online February 27, 2012 | doi: 10.1083/jcb.201109001

Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Erich Nigg, Biozentrum der Universität Basel, Tel. +41 61 267 16 56 (direkt), Tel. 41 61 267 20 66 (Sekretariat), E-Mail: erich.nigg@unibas.ch

Heike Sacher | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://jcb.rupress.org/content/196/5/563
http://www.biozentrum.unibas.ch/research/groups-platforms/overview/unit/nigg/

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