Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kinetochore bevorzugen „stille“ DNA-Abschnitte des Chromosoms

05.07.2011
Proteinkomplex zur Verteilung der Chromosomen während der Zellteilung entsteht in den Übergangsregionen zwischen Heterochromatin und Euchromatin

Chromosomen besitzen mit dem Zentromer eine spezielle Region, an die ein Proteinkomplex, das so genannte Kinetochor, bindet. Das Kinetochor dient während der Zellteilung als Ansatzstelle für Moleküle des Zellskeletts, an denen die Chromosomen zu den beiden gegenüberliegenden Zellpolen gezogen werden.


Heterochromatin-Grenzen sind "Hotspots" für die Neubildung von Kinetochoren außerhalb des Zentromers: Antikörperfärbung von fixierten Chromosomen von Drosophila-Zellen während der Zellteilung. Der grüne Doppelpfeil zeigt auf normale endogene Kinetochore, der weiße Pfeil zeigt auf neu-gebildete ektopische Kinetochore (grün: Zentromer-spezifisches Histon, blau: DNA, rot: Euchromatin). (Maßstab: 3 Mikrometer) © P. Heun, MPI f. Immunbiologie und Epigenetik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Immunbiologie und Epigenetik und BIOSS in Freiburg haben untersucht, welche Faktoren für die Entstehung des Kinetochors entscheidend sind. Demnach bestimmen sowohl die Organisation der Chromosomen als auch epigenetische Markierungen, wo sich ein Kinetochor und damit ein Zentromer bilden können.

Zentromere sind im Mikroskop als Einschnürungen der Chromosomen sichtbar. Das daran gebundene Kinetochor lagert sich während der Zellteilung an die Mikrotubuli des Zellskeletts und sorgt dafür, dass die Chromosomen gleichmäßig auf die beiden Tochterzellen verteilt werden. Von den Zellen der Bierhefe Saccharomyces cerevisiae ist bekannt, dass ein ganz bestimmter 125 Basenpaare langer Abschnitt den Kinetochor-Komplex bindet und so ein Zentromer bildet.

Eine solche Gensequenz, die den Ort der Kinetochor-Bildung festlegt, scheint es jedoch bei anderen Organismen nicht zu geben. Stattdessen vermuten Forscher, dass die Position des Zentromers epigenetisch mit Hilfe des Zentromer-spezifischen Verpackungsproteins (Histon) der DNA CENH3/CENP-A reguliert wird. Histon-Proteine, um die das fadenförmige DNA-Molekül in regelmäßigen Abständen gewickelt ist, beeinflussen die räumliche Anordnung des DNA-Stranges und damit die Ablesbarkeit von Genen und die Bindung anderer Proteine beispielsweise des Kinetochorkomplexes.

Die Freiburger Forscher konnten nun zeigen, dass nicht nur das Zentromer-Histon CENH3 sondern auch andere Faktoren zur Neubildung eines funktionellen Kinetochors beitragen. Mit einer neuen Methode haben sie Zellen der Fruchtfliege Drosophila zur Bildung des Zentromer-spezifischen Histons CENH3 angeregt. Die Zellen bauen das Protein in ihre Chromosomen ein, die neuen Kinetochore werden allerdings nicht zufällig, sondern bevorzugt am Übergang zwischen Gen-armen (Heterochromatin) und Gen-reichen Abschnitten (Euchromatin) sowie an den Enden der Chromosomen, den Telomeren gebildet.

Möglicherweise begünstigen die Übergangsregionen zwischen Hetero- und Euchromatin und die Telomere die Bildung eines Kinetochors durch die Abwesenheit typischer Proteine des Hetero- und Euchromatins. In diesen Regionen werden zudem kaum Gene abgelesen und in Proteine übersetzt. Außerdem ist dort der Chromatin-Umsatz gering, so dass sich das Kinetochor-spezifische Histon anreichern kann. „Für die Bildung eines Kinetochors ist also offenbar neben den Zentromer-spezifischen Histonen auch die Umgebung des Chromosoms entscheidend. Auch epigenetische Veränderungen der Histone beeinflussen, wo ein Kinetochor und schließlich ein Zentromer entstehen können“, erklärt Patrick Heun vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik.

Ansprechpartner
Dr. Patrick Heun
Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik, Freiburg
Telefon: +49 761 5108-717
E-Mail: heun@immunbio.mpg.de
Ansprechpartner
Christiane Gieseking-Anz
BIOSS Centre for Biological Signalling Studies
Telefon: +49 761 203-97662
E-Mail: christiane.gieseking@bioss.uni-freiburg.de
Originalveröffentlichung
Olszak AM, van Essen D, Pereira AJ, Diehl S, Manke T,
Maiato H, Saccani S, Heun P
Heterochromatin boundaries are hotspots for de novo kinetochore formation.
Nat Cell Biol., 19. Juni 2011, Nature Cell Biology 13, 799-808 (doi: 10.1038/ncb2272)

Dr. Patrick Heun | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/4359307/kinetochor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Blattkäfer: Schon winzige Pestizid-Dosis beeinträchtigt Fortpflanzung
26.07.2017 | Universität Bielefeld

nachricht Akute myeloische Leukämie (AML): Neues Medikament steht kurz vor der Zulassung in Europa
26.07.2017 | Universitätsklinikum Ulm

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: Navigationssystem der Hirnzellen entschlüsselt

Das menschliche Gehirn besteht aus etwa hundert Milliarden Nervenzellen. Informationen zwischen ihnen werden über ein komplexes Netzwerk aus Nervenfasern übermittelt. Verdrahtet werden die meisten dieser Verbindungen vor der Geburt nach einem genetischen Bauplan, also ohne dass äußere Einflüsse eine Rolle spielen. Mehr darüber, wie das Navigationssystem funktioniert, das die Axone beim Wachstum leitet, haben jetzt Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) herausgefunden. Das berichten sie im Fachmagazin eLife.

Die Gesamtlänge des Nervenfasernetzes im Gehirn beträgt etwa 500.000 Kilometer, mehr als die Entfernung zwischen Erde und Mond. Damit es beim Verdrahten der...

Im Focus: Kohlenstoff-Nanoröhrchen verwandeln Strom in leuchtende Quasiteilchen

Starke Licht-Materie-Kopplung in diesen halbleitenden Röhrchen könnte zu elektrisch gepumpten Lasern führen

Auch durch Anregung mit Strom ist die Erzeugung von leuchtenden Quasiteilchen aus Licht und Materie in halbleitenden Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich....

Im Focus: Carbon Nanotubes Turn Electrical Current into Light-emitting Quasi-particles

Strong light-matter coupling in these semiconducting tubes may hold the key to electrically pumped lasers

Light-matter quasi-particles can be generated electrically in semiconducting carbon nanotubes. Material scientists and physicists from Heidelberg University...

Im Focus: Breitbandlichtquellen mit flüssigem Kern

Jenaer Forschern ist es gelungen breitbandiges Laserlicht im mittleren Infrarotbereich mit Hilfe von flüssigkeitsgefüllten optischen Fasern zu erzeugen. Mit den Fasern lieferten sie zudem experimentelle Beweise für eine neue Dynamik von Solitonen – zeitlich und spektral stabile Lichtwellen – die aufgrund der besonderen Eigenschaften des Flüssigkerns entsteht. Die Ergebnisse der Arbeiten publizierte das Jenaer Wissenschaftler-Team vom Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT), dem Fraunhofer-Insitut für Angewandte Optik und Feinmechanik, der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Helmholtz-Insituts im renommierten Fachblatt Nature Communications.

Aus einem ultraschnellen intensiven Laserpuls, den sie in die Faser einkoppeln, erzeugen die Wissenschaftler ein, für das menschliche Auge nicht sichtbares,...

Im Focus: Flexible proximity sensor creates smart surfaces

Fraunhofer IPA has developed a proximity sensor made from silicone and carbon nanotubes (CNT) which detects objects and determines their position. The materials and printing process used mean that the sensor is extremely flexible, economical and can be used for large surfaces. Industry and research partners can use and further develop this innovation straight away.

At first glance, the proximity sensor appears to be nothing special: a thin, elastic layer of silicone onto which black square surfaces are printed, but these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

10. Uelzener Forum: Demografischer Wandel und Digitalisierung

26.07.2017 | Veranstaltungen

Clash of Realities 2017: Anmeldung jetzt möglich. Internationale Konferenz an der TH Köln

26.07.2017 | Veranstaltungen

2. Spitzentreffen »Industrie 4.0 live«

25.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Robuste Computer für's Auto

26.07.2017 | Seminare Workshops

Läuft wie am Schnürchen!

26.07.2017 | Seminare Workshops

Leicht ist manchmal ganz schön schwer!

26.07.2017 | Seminare Workshops