Uraltes Rätsel der Zellteilung gelöst

Sich teilende Zelle (rechts im Bild) mit blau eingefärbten Chromosomen. Quelle: Foto: Universität Göttingen (idw)

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung der Universität Göttingen hat einen zentralen Mechanismus der Zellteilung entschlüsselt. Ein auffälliges Merkmal der Zellteilung ist die Kondensation oder Verdichtung von Chromosomen, die zwar bereits vor mehr als 130 Jahren beobachtet wurde, deren Mechanismus aber bislang nur andeutungsweise verstanden war. Den Göttinger Forschern gelang es nun erstmals, in einer sich teilenden Zelle eine Kraft nachzuweisen, die diesen Prozess vorantreibt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Die Wissenschaftler am Göttinger Zentrum für Molekulare Biowissenschaften unter der Leitung von Prof. Dr. Heinz Neumann verwendeten einen Trick aus der Synthetischen Biologie, um zelluläre Proteine mit Aminosäuren – den Bausteinen der Proteine – auszustatten, die in der Natur nicht vorkommen. Dadurch erhielten die Proteine besondere Eigenschaften, wie zum Beispiel die Fähigkeit, durch Bestrahlung Querverbindungen zu anderen Proteinen in der unmittelbaren Nachbarschaft aufzubauen. Die Forscher konnten so zum ersten Mal in einer intakten Zelle die Wechselwirkung zwischen Nukleosomen, den Grundbausteinen der Chromosomen, beobachten und zeigen, dass diese Wechselwirkung eine entscheidende Rolle bei der Kondensation der Chromosomen während der Zellteilung spielt. „Darüber hinaus haben wir den Mechanismus ihrer Regulation identifiziert“, erläutert Prof. Neumann: Eine Kaskade von Signalen löst die Wechselwirkung zu Beginn der Zellteilung aus und unterdrückt sie nach deren Abschluss wieder.

„Fehler in diesem Prozess können chromosomale Veränderungen hervorrufen, eine der Hauptursachen für die Entstehung von Tumorzellen“, so Prof. Neumann. „Mit der Aufdeckung der Mechanismen und Kräfte, die die Kondensation von Chromosomen steuern, könnten sich neue Möglichkeiten zur Entwicklung von alternativen Therapieansätzen gegen Krebs eröffnen.“

Quelle: Georg-August-Universität Göttingen (idw)