Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Aufgaben für Aurora-Proteine bei der Zellteilung

27.06.2011
Erkenntnisse bei Spalthefe geben Hinweise für die Erforschung von Krebstherapien - Pressemitteilung des Friedrich-Miescher-Laboratoriums und der Universität Tübingen

Wenn eine Zelle sich teilt, muss die Erbinformation in den Chromosomen fehlerfrei an die Tochterzellen weitergegeben werden. Diesen Vorgang untersuchen Forscher des Friedrich-Miescher-Laboratoriums in Tübingen an der Spalthefe als Modellorganismus.


Spalthefezellen mit aktivem Aurora-Enzym. Die DNA (grün) wird gleichmäßig auf beide Tochterzellen verteilt. Abbildung: André Koch/Friedrich-Miescher-Laboratorium Tübingen


Spalthefezellen, in denen das Aurora-Enzym gehemmt wurde. Die DNA (grün) wird fehlerhaft auf die Tochterzellen verteilt. Abbildung: André Koch/Friedrich-Miescher-Laboratorium Tübingen

In Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Tübingen konnten sie den Aurora-Enzymen, die als wichtige Zellwerkzeuge bei der zuverlässigen Weitergabe der Erbinformation bereits bekannt waren, nun weitere Aufgaben zuschreiben. Da die unkontrollierte Zellteilung ein Merkmal von Tumoren ist, werden Hemmstoffe gegen Aurora-Enzyme bereits in der Entwicklung neuer Krebstherapien getestet – dort könnten auch die neuen Ergebnisse aus der Grundlagenforschung einfließen.

Die Spalthefe (Schizosaccharomyces pombe) gehört zu den einzelligen Pilzen und ist ein vergleichsweise einfach gebauter Organismus. Dennoch ist der Zellaufbau der gleiche wie bei komplexeren Lebewesen, etwa dem Menschen. Daher eignet sich die Spalthefe, die ein kleines Erbgut hat und sich leicht vermehren lässt, gut zur Erforschung grundlegender Zellfunktionen. Silke Hauf, Arbeitsgruppenleiterin am Friedrich-Miescher-Laboratorium der Max-Planck-Gesellschaft, und ihr Mitarbeiter André Koch haben gemeinsam mit Boris Macek, dem Leiter des Proteom Centrums der Universität Tübingen, und seinen Mitarbeitern Karsten Krug und Stuart Pengelley an der Spalthefe Details der Zellteilung erforscht.

Bei der Zellteilung erhält jede Tochterzelle eine komplette Kopie der gesamten genetischen Information der Mutterzelle. Dafür wird die genetische Information in Form von mikroskopisch sichtbaren Chromosomen gebündelt. Die Chromosomen werden mit Hilfe eines Spindelapparats auseinandergezogen und auf die Tochterzellen verteilt. „Es ist schon länger bekannt, dass Aurora-Enzyme entscheidend an diesen Abläufen beteiligt sind“, sagt Silke Hauf, „sie kontrollieren die Komprimierung der Chromosomen und regeln deren Befestigung an den Spindelapparat“. Wie viele andere regulatorische Enzyme auch setzen Aurora-Enzyme Veränderungen in der Zelle in Gang, indem sie andere Proteine mit Phosphatgruppen versehen.

Um einen Überblick über die Bandbreite der Proteine zu bekommen, die durch die Aurora-Enzyme verändert werden, arbeitete die Zellbiologin Silke Hauf mit dem Proteomforscher Boris Macek zusammen. Die Forscher verwendeten ein modernes Verfahren, das auf der Markierung der Proteine mit stabilen Isotopen und deren Identifizierung mittels Massenspektrometrie basiert. „Dieses Verfahren, das sich Phosphoproteomik nennt, ermöglicht es uns, Tausende von phosphorylierten Proteinen in einem Experiment quantitativ zu untersuchen. So konnten wir in einer einzelnen Studie Dutzende neuer Aurora-Substrate identifizieren, was mit konventionellen Methoden sehr lange dauern würde“, erklärt Boris Macek. In akribischer Feinarbeit verglichen die Forscher phosphatmarkierte Proteine sich teilender Zellen, in denen Aurora-Enzyme aktiv waren, mit Zellen, in denen diese Enzyme gehemmt waren. Aus vielen Tausend Proteinen mit Phosphatgruppen wurden so 42 Proteine herausgefiltert, deren Phosphorylierung von der Aktivität der Aurora-Enzyme abhing. „Wir haben einige Proteine wiedergefunden, von denen wir bereits wussten, dass sie durch Aurora-Enzyme verändert werden. Überraschend und neu war aber, dass Aurora auch Proteine verändert, die bei der Verpackung der DNA eine wichtige Rolle spielen und weitere Proteine, die eine Schutzfunktion für die DNA übernehmen“, berichtet Silke Hauf. „Insgesamt ist Aurora für ein deutlich breiteres Aufgabenspektrum bei der Zellteilung zuständig als gedacht“, fügt André Koch, der Erstautor der Studie, hinzu.

Nun ist die Spalthefe kein Mensch. Doch viele lebenswichtige Prozesse laufen in diesen Zellen sehr ähnlich ab wie in menschlichen Zellen. Daher geht Silke Hauf davon aus, dass sich die neuen Forschungsergebnisse auch auf Aurora-Enzyme beim Menschen übertragen lassen. Die Ergebnisse der Studie könnten auch für neue Krebstherapien wichtig sein, die an der unkontrollierten Zellteilung von Tumoren angreifen sollen. „Die Behandlung mit Hemmstoffen gegen Aurora-Enzyme, wie sie derzeit in der klinischen Entwicklung getestet werden, könnte daher auch bislang unerwartete Auswirkungen haben“, sagt die Wissenschaftlerin. Ob dies für die Eindämmung des Tumorwachstums hilfreich ist oder möglicherweise zu unerwünschten Nebenwirkungen führt, muss weiter erforscht werden.

Originalpublikation:
André Koch, Karsten Krug, Stuart Pengelley, Boris Macek, Silke Hauf: Mitotic Substrates of the Kinase Aurora with Roles in Chromatin Regulation Identified through Quantitative Phosphoproteomics of Fission Yeast. Science Signaling, 28. Juni 2011, Band 4, 179; DOI: 10.1126/scisignal.2001588
Ansprechpartner:
Dr. Silke Hauf
Friedrich-Miescher-Laboratorium
Spemannstraße 39
72076 Tübingen
Tel.: 07071 601- 810
E-Mail: silke.hauf[at]tuebingen.mpg.de
Prof. Dr. Boris Macek
Universität Tübingen
Proteom Centrum Tübingen
Auf der Morgenstelle 15
72076 Tübingen
Tel. 07071 29-70556
E-Mail: boris.macek[at]uni-tuebingen.de

Dagmar Sigurdardottir | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://tuebingen.mpg.de
http://tuebingen.mpg.de/startseite/detail/neue-aufgaben-fuer-aurora-proteine-bei-der-zellteilung.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kleine Moleküle gegen altersbedingte Erkrankungen
21.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Wie Proteine Zellen stabil machen
21.02.2017 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kniffe mit Wirkung in der Biotechnik

21.02.2017 | Veranstaltungen

Wie ehrlich sind unsere Lebensmittel?

21.02.2017 | Veranstaltungen

Die Welt der keramischen Werkstoffe - 4. März 2017

20.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Deep Learning sagt Entwicklung von Blutstammzellen voraus

21.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

36 Forschungsprojekte zu Big Data

21.02.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Sternenmusik aus fernen Galaxien

21.02.2017 | Physik Astronomie