Aurora-Proteine bei der Zellteilung

Foto: Spalthefezellen unter dem Mikroskop

Links: Spalthefezellen mit aktivem
Aurora-Enzym. Die DNA (grün) kom-
mt gleichmäßig in beiden Tochterzel-
len vor. Rechts: Spalthefezellen mit
gehemmtem Aurora-Enzym. Die DNA
wird nun fehlerhaft auf die Tochter-
zellen verteilt; © André Koch/Fried-
rich-Miescher-Laboratorium Tübingen

Die Spalthefe (Schizosaccharomyces pombe) gehört zu den einzelligen Pilzen und ist ein vergleichsweise einfach gebauter Organismus und eignet gut zur Erforschung grundlegender Zellfunktionen. Silke Hauf, Arbeitsgruppenleiterin am Friedrich-Miescher-Laboratorium der Max-Planck-Gesellschaft, und ihr Mitarbeiter André Koch haben gemeinsam mit Boris Macek, dem Leiter des Proteom Centrums der Universität Tübingen, und seinen Mitarbeitern Karsten Krug und Stuart Pengelley an der Spalthefe Details der Zellteilung erforscht.

Bei der Zellteilung erhält jede Tochterzelle eine komplette Kopie der gesamten genetischen Information der Mutterzelle. Dafür wird die genetische Information in Form von mikroskopisch sichtbaren Chromosomen gebündelt. Die Chromosomen werden mit Hilfe eines Spindelapparats auseinandergezogen und auf die Tochterzellen verteilt.

„Es ist schon länger bekannt, dass Aurora-Enzyme entscheidend an diesen Abläufen beteiligt sind“, sagt Hauf. Wie viele andere regulatorische Enzyme auch setzen Aurora-Enzyme Veränderungen in der Zelle in Gang, indem sie andere Proteine mit Phosphatgruppen versehen.

Die Forscher verwendeten ein modernes Verfahren, das auf der Markierung der Proteine mit stabilen Isotopen und deren Identifizierung mittels Massenspektrometrie basiert. „Dieses Verfahren, das sich Phosphoproteomik nennt, ermöglicht es uns, Tausende von phosphorylierten Proteinen in einem Experiment quantitativ zu untersuchen“, erklärt Macek.

In akribischer Feinarbeit verglichen die Forscher phosphatmarkierte Proteine sich teilender Zellen, in denen Aurora-Enzyme aktiv waren, „mit Zellen, in denen diese Enzyme gehemmt waren. Aus vielen Tausend Proteinen mit Phosphatgruppen wurden so 42 Proteine herausgefiltert, deren Phosphorylierung von der Aktivität der Aurora-Enzyme abhing. „Überraschend und neu war aber, dass Aurora auch Proteine verändert, die bei der Verpackung der DNA eine wichtige Rolle spielen und weitere Proteine, die eine Schutzfunktion für die DNA übernehmen“, berichtet Hauf.

Die Ergebnisse der Studie könnten auch für neue Krebstherapien wichtig sein, die an der unkontrollierten Zellteilung von Tumoren angreifen sollen.


MEDICA.de; Quelle: Max-Planck-Gesellschaft