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 Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie