Die Kunst des Teilens

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(L.) Bei der Zellteilung werden die
Chromosomen (rot) durch Strukturen,
die vom Zentrosom ausgehen (grün),
gleichmäßig verteilt. (R.) Die Inakti-
vierung eines zentrosomalen Proteins
verursacht eine fehlerhafte Verteilung
der Chromosomen; © MPI für moleku-
lare Genetik/B. Lange

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. Die Verteilung der einzelnen Chromosomen wird durch einen Proteinkomplex aus mehreren hundert verschiedenen Proteinen organisiert, das sogenannte Zentrosom.

Bei Krebszellen ist das Zentrosom häufig unnormal geformt oder kommt in unkontrollierten Mengen vor. Die Gründe dafür waren bisher weitgehend unbekannt. Wissenschaftler des Berliner Max-Planck Instituts für molekulare Genetik haben jetzt gemeinsam mit Kollegen des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg und des Leibniz-Instituts für Altersforschung – Fritz Lipmann-Institut in Jena die Funktion der einzelnen Bestandteile des Zentrosoms untersucht.

Für ihre Arbeit untersuchten die Wissenschaftler 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, in der die Arbeiten durchgeführt worden sind. 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 sogenannte RNA-Interferenz (RNAi) gezielt inaktiviert, um ihre jeweilige Bedeutung für die Struktur des Zentrosoms und die Chromosomenverteilung zu untersuchen.

Unter anderem durch Einsatz automatischer, roboterunterstützter Mikroskope gelang es den Forschern, 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.

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.


MEDICA.de; Quelle: Max-Planck-Institut für molekulare Genetik