Forscher enträtseln wie die Zellteilung funktioniert Enzym lässt Chromosomen verhaften - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher enträtseln wie die Zellteilung funktioniert

Enzym lässt Chromosomen verhaften

Spindelapparat (links): Aurora B reguliert den Ska-Komplex. Die Chromosomen (blau) werden von den Spindelfasern (grün) an den Kontaktpunkten (rot) gepackt. Spindelapparat (rechts): Aurora B kann den Ska-Komplex nicht regulieren. Die Kontaktpunkte (rot) zwischen Chromosomen (blau) und Spindelfasern (grün) werden nicht fixiert. © Universität Basel

Baseler Forschern haben einen neuen Mechanismus für die Erbguttrennung bei der Zellteilung aufgeklärt. Sie konnten nachweisen, dass das Enzym Aurora B und der Proteinkomplex Ska eine zentrale Rolle bei der fehlerfreien Teilung der Schwesterchromosomen übernehmen. Die Ergebnisse könnten auch für die Krebsforschung neue Ansatzpunkte liefern, berichten die Wissenschaftler im „Journal of Cell Biology“.

Der Mensch wächst und bleibt gesund, indem sich seine Zellen teilen und so vermehren. Bei diesem hochkomplexen Prozess kann es zu Fehlern kommen, die für die Entstehung von Tumorzellen verantwortlich sind. Damit die Zellteilung korrekt verläuft, muss auch das Erbgut einer Zelle – bestehend aus 23 Chromosomenpaaren – fehlerfrei getrennt und auf zwei neu entstehende Tochterzellen verteilt werden.

Das Team des Biozentrums der Universität Basel um Professor Erich Nigg, Ying Wai Chan und Anna Santamaria konnte nun zeigen, dass das für das Zellwachstum wichtige Enzym Aurora B für eine komplikationslose Trennung der Chromosomen sorgt. Aurora B reguliert die Interaktion zweier Proteinkomplexe – Ska-Komplex und KMN-Komplex – mit dem sogenannten Spindelapparat, der molekularen Maschine, die die Zellteilung in Gang setzt.

Aurora B bestimmt Zeitpunkt und Festigkeit

Bei der Zellteilung bildet der Spindelapparat Spindelfasern aus. Diese heften sich ausgehend von zwei Seiten an jeweils ein Schwesterchromosom. Diese werden dann in entgegengesetzter Richtung auseinandergezogen und in zwei Tochterzellen geschleust, so die Forscher. „Wie sich eine Spindelfaser an ein Chromosom heftet, ist dabei für den gesamten Prozess entscheidend“, erklärt Santamaria.

Sie und ihre Mitarbeiter haben den Steuerungsmechanismus entdeckt, der das Anheften der Spindelfaser an das Chromosom reguliert. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass das Enzym Aurora B den Proteinkomplex Ska steuert und dadurch sowohl den Zeitpunkt des Anheftens als auch die Festigkeit der Verbindung bestimmt. Beides muss nach Angaben der Wissenschaftler gewährleistet sein, damit die beiden Schwesterchromosomen fehlerfrei in die zwei neuen Tochterzellen gelangen und gesunde Zellen entstehen.

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Tumorzellen durch fehlerhafte Zellteilung

Treten Fehler in diesem Steuerungsmechanismus auf, kann es passieren, dass ein Chromosom falsch verteilt wird. Die Tochterzellen können sich zu Tumorzelle entwickeln und so zu Krebs führen. Die neuen Forschungsergebnisse bieten somit auch Anhaltspunkte für die Erforschung von Krebserkrankungen.

In Kooperation mit Wissenschaftlern um Professor Elena Conti vom Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried arbeitet das Team von Nigg derzeit verstärkt daran, die Struktur des Ska-Komplexes aufzuklären. Die bisherigen Ergebnisse sehen vielversprechend aus. (The Journal of Cell Biology, 2012; doi:10.1083/jcb.201109001)

(Universität Basel, 15.03.2012 – DLO)

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