Eine Grundvoraussetzung für Wachstum und Leben eines vielzelligen Organismus ist die Fähigkeit seiner Zellen, sich zu teilen. Dafür werden die Chromosomen der Zellen zunächst verdoppelt und anschließend auf die Tochterzellen verteilt. Letzteres wird durch einen Proteinkomplex organisiert, das so genannte Zentrosom. Wissenschaftler sind jetzt bei der Erforschung des Zentrosoms einen entscheidenden Schritt weiter gekommen.
In der Fachzeitschrift „EMBO Journal“ stellen sie ausführlich die einzelnen Bestandteile des Zentrosoms, das aus mehreren hundert verschiedenen Proteinen besteht, vor und beschreiben deren Funktion. Ihre Arbeit erweitert das Wissen über die Regulation der Zellteilung und ermöglicht neue Ansatzpunkte für das Verständnis der Krebsentstehung.
Zentrosomen von Mensch und Fruchtfliege untersucht
Für ihre Arbeit untersuchten die Wissenschaftler des Berliner Max-Planck Instituts für molekulare Genetik gemeinsam mit Kollegen des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg und des Leibniz-Instituts für Altersforschung – Fritz Lipmann-Institut in Jena sowohl Zentrosomen der Fruchtfliege Drosophila als auch solche aus menschlichen Zellen.
„Die Fruchtfliege ist ein hervorragendes System zur Untersuchung des Zentrosoms, da sich die grundlegenden Mechanismen der Zellteilung zwischen Fliege und Mensch stark ähneln“, erläutert Bodo Lange, Leiter der Gruppe.
250 verschiedene Proteine identifiziert
Aus den Eiern der Fruchtfliege isolierten die Forscher zunächst die Zentrosomen und identifizierten in diesen dann mit Hilfe massenspektrometrischer Untersuchungen mehr als 250 verschiedene Proteine. Anschließend wurden die einzelnen Proteinkomponenten durch so genannte RNA-Interferenz (RNAi) gezielt inaktiviert, um ihre jeweilige Bedeutung für die Struktur des Zentrosoms und die Chromosomenverteilung zu untersuchen.
Unter anderem durch den Einsatz von hochmodernen automatischen und roboterunterstützten Mikroskopen gelang es den Wissenschaftlern, die verschiedenen Funktionen der Proteine quantitativ zu bestimmen. Sie fanden eine Reihe von Proteinen, die für die Trennung der Chromosomen, die Zahl der Zentrosomen und deren Struktur verantwortlich sind. Diese Merkmale weisen in Krebszellen häufig Fehler auf und sind nach der Auffassung der Forscher vor allem für die Zellteilung und bei der Entstehung von krebsartigen Erkrankungen von großer Bedeutung.
Bald besseres Verständnis der Abnormalitäten in Krebszellen?
Durch die Arbeit der Wissenschaftler ergeben sich neue Ansatzpunkte für ein besseres Verständnis der Abnormalitäten in Krebszellen. „Ausgehend von unseren bisherigen Ergebnissen hoffen wir, in Zukunft regulatorische Netzwerke bestimmen zu können, die einen gezielten Eingriff in die Teilung von Krebszellen erlauben“, so Lange.
(idw – Max-Planck-Institut für molekulare Genetik, 06.09.2010 – DLO)
