Zellteilung: Göttinger Wissenschaftler entschlüsseln Entstehung des Enzymkomplexes Telomerase

Lokalisation eines Telomerproteins (Est1 in grün) in einer normalen Zelle und einer Zelle, deren Exportweg für die Telomer-RNA aus dem Zellkern mutiert ist (xpo1-1 mex67-5). Foto: Universität Göttingen

Wissenschaftler der Universität Göttingen haben die Entstehung eines Enzymkomplexes entschlüsselt, der bei der Zellteilung dafür sorgt, dass sich die Enden der Chromosomen bei der Teilung nicht verkürzen und die Erbsubstanz vollständig erhalten bleibt.

Um voll funktionsfähig zu sein, muss die Telomerase-RNA aus dem Zellkern heraus- und später wieder hereintransportiert werden. Wird dieser Ablauf gestört, kann der Enzymkomplex seiner Aufgabe nicht mehr nachgehen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Cell Reports veröffentlicht.

Die Telomerase ist ein Enzym aus dem Zellkern, das aus Proteinen und einer nicht kodierenden RNA besteht. Dieser Enzymkomplex hat die Aufgabe, die Enden der Chromosomen (Telomere) nach der Zellteilung wieder zu verlängern und so einer sukzessiven Verkürzung der Erbsubstanz (DNA) vorzubeugen, die bei der Vervielfältigung der DNA automatisch entsteht.

Während die Telomerase in ruhenden Zellen nicht nachweisbar ist, ist sie in wachsendem Gewebe, also in sich kontinuierlich teilenden Zellen wie Knochenmarkszellen, Keimzellen oder embryonalen Stammzellen sowie in bestimmten Arten von Immunzellen vorhanden. Darüber hinaus ist sie in Krebszellen aktiv und verhilft diesen dadurch, sich unendlich oft zu teilen und so im Körper auszubreiten. Nicht entartete Zellen teilen sich im Gegensatz zu Krebszellen nur begrenzt – sie altern und sterben irgendwann ab.

In ihrer Forschung am Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften (GZMB) konnten die Wissenschaftler nun zeigen, wie die Telomerase-RNA aus dem Zellkern heraus in das die Zelle umgebende Zytoplasma transportiert wird. Dort, außerhalb der Zelle, wird sie mit Proteinen besetzt und reift so zu dem großen Enzymkomplex Telomerase heran.

Die funktionsfähige Telomerase wird dann wieder in den Zellkern transportiert, verbindet sich mit der DNA und verlängert deren Enden. „Für den reibungslosen Ablauf der Telomerverlängerung ist es notwendig, dass die RNA in das Zytoplasma gelangt und dort die Proteine an sich bindet, die sie für den weiteren Ablauf später im Zellkern braucht“, so Prof. Dr. Heike Krebber von der Abteilung Molekulare Genetik der Universität Göttingen, die die Studie gemeinsam mit ihren Mitarbeitern Haijia Wu und Daniel Becker durchführte. „Defekte in diesem Transportmechanismus führen demnach zur sukzessiven Verkürzung der Telomere.“

Originalveröffentlichung: Haijia Wu, Daniel Becker, Heike Krebber. Telomerase RNA (TLC1) shuttling to the cytoplasm requires mRNA export factors and is important for telomere maintenance. Cell Reports 2014. http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2014.08.021.

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Heike Krebber
Georg-August-Universität Göttingen
Fakultät für Biologie und Psychologie
Institut für Mikrobiologie und Genetik – Abteilung Molekulare Genetik
Grisebachstraße 8, 37077 Göttingen, Telefon (0551) 39-3801
E-Mail: heike.krebber@biologie.uni-goettingen.de

http://www.img.bio.uni-goettingen.de/Krebber-lab_homepage.html

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Thomas Richter idw - Informationsdienst Wissenschaft

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