Proteinkomplex als „Kordelstopper“ erleichtert die Mobilität

Foto: Kunstbild mit Proteinkomplex

Das Kondensin bildet eine Schleife
um mehrere DNS-Stränge und hält
sie zusammen, was ihren Transport
wesentlich erleichtert; © EMBL/
P. Riedinger

Jeder Bergsteiger weiß, wie umständlich es ist, das lange Ende eines Seils hinter sich her zu ziehen. Zellen haben bei der Zellteilung mit dem gleichen Problem zu kämpfen, wenn die Chromosomen in ihrer Mitte – dem sogenannten Zentromer – getrennt werden und dann ihre Arme wie ein loses Ende hinter sich her ziehen. Und ähnlich wie Bergsteiger, die ihr Seil zum Tragen aufrollen, wickeln die Zellen ihre Chromosomenarme zu einem kompakten, stabilen Paket, wodurch sie sich leichter mitziehen lassen.

“Diese Entdeckung zeigt uns erstmals, wie das größte Molekül in der Zelle seine Struktur so verändert, dass es während der Zellteilung problemlos transportiert werden kann”, sagte Christian Häring, der Leiter der Studie.

Sara Cuylen, Doktorandin in Härings Labor, entdeckte als Erste, wie das Kondensin im Reagenzglas einen Ring um die DNA in einem Chromosomenarm bildete. Nachdem sie sich vergewissert hatte, dass dies auch bei lebenden Hefezellen der Fall ist, schnitt Cuylen die Kondensinringe auf. Sie stellte fest, dass die Zentromeren sich wie erwartet immer noch bewegten – die Chromosomenarme dabei allerdings unkontrolliert hinter sich her schleifend.

Dadurch wurde eine korrekte Zellteilung verhindert. Anscheinend verbindet der Kondensinring zwei unterschiedliche Regionen des Chromosomenarms und formt dadurch eine Schleife – wie ein Kordelstopper. Der Kondensinring kann dann gewissermaßen an dem DNA-“Seil” entlanggleiten. Die Wissenschaftler am EMBL entdeckten außerdem, dass das Kondensin – ähnlich einem Kordelstopper, bei dem der Bolzen losgelassen wurde – an bestimmte Stellen des Chromosomenarms bindet, wodurch das Gleiten gestoppt wird.

Als nächstes wollen Häring und seine Kollegen untersuchen, wie genau die Chromosomenarme in die Kondensinringe eingebunden und wieder freigegeben werden. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass dieser Prozess in der menschlichen Zelle nach dem gleichen Schema abläuft, da die zugrundeliegende Architektur des Kondensins und der Chromosomen die gleiche ist wie bei der Hefe.

MEDICA.de; Quelle: European Molecular Biology Laboratory Heidelberg