Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie sich die Zelle bei der Zellkernteilung umformt

12.02.2013
Heidelberger Forscher untersuchen zeitlich begrenzten Abbau eines Aktin-Regulators

Neue Erkenntnisse zum Prozess der Zellkernteilung in Säugerzellen haben Wissenschaftler des Zentrums für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg gewonnen.


Immunfluoreszenzmarkierung einer Zelle in der frühen Mitose mit normaler (rechts) und erhöhter Eps8-Menge (links). In grün ist das Aktinzytoskelett, in rot DNA und in blau ein spezifischer Mitosemarker dargestellt.

Bildnachweis: Dr. Achim Werner

Die Forscher unter Leitung von Prof. Dr. Frauke Melchior konnten gemeinsam mit Kollegen aus Göttingen, Mailand und Memphis einen bislang unbekannten Mechanismus entschlüsseln, der bei der Umformung der Zelle während der Mitose eine wichtige Rolle spielt. Untersucht wurde der zeitlich begrenzte Abbau eines Proteins, das bestimmte Strukturen des mechanischen Aufbaus der Zelle, dem Aktinzytoskelett, reguliert. Die Forschungsergebnisse zu diesem Aktin-Regulator wurden in der Fachzeitschrift „Nature Cell Biology“ veröffentlicht.

Die gleichmäßige Verteilung von Chromosomen auf zwei Tochterzellen in der Mitosephase des Zellzyklus ist ein vielstufiger und exakt kontrollierter Prozess: Nach der Auflösung des Zellkerns und dem Aufbau der mitotischen Spindel folgen das Auseinanderziehen der Chromosomen in Richtung der Spindelpole, die Bildung von zwei Zellkernen und die Teilung der Zelle in zwei Tochterzellen. Nach den Worten von Prof. Melchior ist seit langem bekannt, dass das Aktinzytoskelett der Zelle – dies sind aus dem Strukturprotein Aktin bestehende fadenförmige Zellstrukturen – ebenfalls ein wichtiger, regulierender Teil dieses Prozesses ist.

Durch dynamische Veränderungen vor, während und nach der Mitosephase schafft es mechanische Voraussetzungen dafür, dass die Chromosomen symmetrisch aufgeteilt und damit die Erbinformationen gleich auf beide neugebildeten Tochterzellen verteilt werden. „Warum und wie sich das Aktinnetzwerk der Zelle besonders in den frühen Stadien der Mitose ändert, ist bis heute allerdings kaum verstanden. Dazu gehört insbesondere auch die Frage, wie sich Zellen mit dem Eintritt in Zellteilung abrunden und mit dem Austritt aus der Zellteilung wieder abflachen“, erläutert Dr. Achim Werner, der in der Gruppe von Prof. Melchior maßgeblich an den Forschungsarbeiten beteiligt war.

Die Heidelberger Wissenschaftler konnten jetzt zeigen, dass der zeitlich begrenzte Abbau eines Aktin-Regulators im Zytoskelett der Zelle – er trägt die Bezeichnung Eps8 – eine wichtige Rolle in der Mitosephase spielt. Die Degradation von Eps8, das ein nur scheinbar „stabiles“ Protein ist, wird dabei durch eine bislang wenig bekannte Ubiquitin-E3-Ligase vermittelt. „Schaltet man diesen Degradationsmechanismus aus, kommt es zu einer verzögerten Zellabrundung und einer Verlangsamung der frühen Phasen der Mitose. Ist aber zu wenig Eps8 während der späten Mitosephase vorhanden, treten dramatische Verformungen der Zellen auf“, erklärt Dr. Werner. Die genaue Kontrolle der Menge an Eps8 trägt damit zu den strukturellen Änderungen bei, die eukaryotische Zellen durchlaufen müssen, um ihre Erbinformationen korrekt auf zwei Tochterzellen zu verteilen. „Unsere Arbeiten zeigen einmal mehr, dass die kontrollierte Proteindegradation einen entscheidenden Anteil an der Steuerung zellulärer Prozesse hat“, erläutert Prof. Melchior.

Die Forschungsarbeiten waren Teil der DKFZ-ZMBH-Allianz, der strategischen Zusammenarbeit zwischen dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und dem Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg (ZMBH). Mitgewirkt haben daran auch Forscher des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen und des Universitätsklinikums Göttingen, des FIRC Institute of Molecular Oncology (IFOM) in Mailand und der Universität Mailand sowie des Howard Hughes Medical Institute – St. Jude Children’s Research Hospital – in Memphis.
Originalveröffentlichung:
A. Werner, A. Disanza, N. Reifenberger, G. Habeck, J. Becker, M. Calabrese, H. Urlaub, H. Lorenz, B. Schulman, G. Scita & F. Melchior: SCF-Fbxw5 mediates transient degradation of actin remodeller Eps8 to allow proper mitotic progression, Nature Cell Biology (published online 13 January 2013), doi:10.1038/ncb2661

Kontakt:
Prof. Dr. Frauke Melchior
Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg
Telefon (06221) 54-6804
f.melchior@zmbh.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Moleküle unter Spannung: Einzigartige mikroskopische Aufnahmen liefern neue Einblicke in ionische Flüssigkeiten
27.04.2015 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Starke Sache – Neueste Erkenntnisse zur Muskelfunktion
27.04.2015 | Der Wissenschaftsfonds FWF

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: Ist unser Universum ein Hologramm?

Zur Beschreibung des Universums braucht man möglicherweise eine Dimension weniger als es den Anschein hat. Rechnungen der TU Wien legen nun nahe, dass es sich dabei nicht bloß um einen Rechentrick handelt, sondern um eine grundlegende Eigenschaft des Raums.

Auf den ersten Blick scheint jeder Zweifel ausgeschlossen: Das Universum sieht für uns dreidimensional aus. Doch eine der fruchtbarsten Ideen der theoretischen...

Im Focus: Hummelgenom entschlüsselt

Eine Kollaboration von Forschenden unter ETH-Federführung hat das Genom von zwei kommerziell bedeutenden Hummelarten aufgeklärt. Die Resultate bieten unerwartete Einblicke in Ökologie und Evolution der Hummeln und auch der Honigbiene.

Hummeln gelten als friedfertig und fleissig. Nicht zuletzt seit es weltweit mit der Honigbiene bergab geht, ist der kommerzielle Wert dieser Insekten...

Im Focus: Elektromobilität: Ultraleichtes Kraftpaket für das elektrische Fliegen

Siemens hat einen einzigartigen Elektromotor entwickelt, der hohe Leistung mit einem minimalen Gewicht kombiniert. Durch konsequente Optimierung aller Komponenten stellt der neue Antrieb in seiner Klasse einen Weltrekord beim Leistungsgewicht auf. Dadurch kommt der routinemäßige Einsatz von elektrisch angetriebenen Flugzeugen oder Helikoptern einen großen Schritt näher.

Manchmal lässt sich eine technische Revolution ganz knapp in einer einzigen Zahl zusammenfassen. In diesem Fall lautet sie: fünf Kilowatt pro Kilogramm – das...

Im Focus: Fast and Accurate 3-D Imaging Technique to Track Optically-Trapped Particles

KAIST researchers published an article on the development of a novel technique to precisely track the 3-D positions of optically-trapped particles having complicated geometry in high speed in the April 2015 issue of Optica.

Daejeon, Republic of Korea, April 23, 2015--Optical tweezers have been used as an invaluable tool for exerting micro-scale force on microscopic particles and...

Im Focus: Von Innen nach Außen: Rätsel der galaktischen Scheiben gelöst

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Ivan Minchev, Wissenschaftler am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), hat mithilfe hochmoderner theoretischer Modelle das Rätsel um die Entwicklung der Galaxienscheiben gelöst. Die jetzt veröffentlichte Studie zeigt, dass sich Sternpopulationen gleichen Alters durch Galaxienkollisionen nach außen hin ausweiten. Ähnlich wie die Blüten einer Rose reichern sich diese Populationen schichtweise in der Galaxie an und formen so allmählich die dicke Scheibe.

„Wir können nun zum ersten Mal zeigen, dass dicke Scheiben nicht nur aus alten Sterngenerationen bestehen, sondern – in einem größeren Abstand zum...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Evolution von Materialhybridkonzepten

27.04.2015 | Veranstaltungen

Schall und Schwingung

27.04.2015 | Veranstaltungen

Energiemanager diskutieren über Zukunft des kommunalen Energiemanagements

27.04.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bremer Team B-Human gewinnt zum siebten Mal infolge bei den RoboCup German Open

27.04.2015 | Förderungen Preise

Siemens steigert durch Digitalisierung die Wettbewerbsfähigkeit in der Prozessindustrie

27.04.2015 | Messenachrichten

Siemens übergibt weltweit größte Offshore-Netzanbindung an TenneT

27.04.2015 | Energie und Elektrotechnik