Kein Chaos im Kern

<ic:message key='Bild vergrößern' />

13 Zentromere sind an nur drei Stellen (grün) um den Nukleolus gebündelt, der hier dunkel erscheint. Rot sind die Chromosomen, die den Zellkern füllen. Quelle: Patrick Heun/MPI Freiburg

12.04.2013  - 

Im Zellkern herrscht strenge Ordnung. Die Zentromere, die die x-förmigen Chromosomen in der Mitte zusammenhalten sind schon lange bekannt. Offenbar folgen sie im Kern einer räumlichen Organisation, für die ein bestimmtes Protein Sorge trägt. Wissenschaftler um den Biologen Patrick Heun vom Max-Planck-Institut für Immunbiologie und Epigenetik in Freiburg haben die Wirkungsweise des NLP in Versuchen an der Taufliege enträtselt. Sie berichten im Fachjournal Molecular Cell (2013, Online-Vorabveröffentlichung).

Bis zur Trennung der Chromatiden bei der Zellteilung hängen die beiden Kopien am sogenannten Zentromer zusammen, das den Chromosomen die typische x-förmige Gestalt gibt. Seit 40 Jahren ist bekannt, dass bei vielen Organismen und verschiedenen Zelltypen mehrere Zentromere gebündelt positioniert vorliegen.

Die Max-Planck-Forscher beobachteten in verschiedenen Experimenten an Zellen der Taufliege, dass für diese Positionierung das Protein NLP – oder Nucleophosmin, wie es im Menschen heißt- eine entscheidende Rolle spielt: Es bindet an den Zentromer-Regionen der Chromosomen und bewirkt deren Zusammenballen am Nukleolus, einem RNA-Körperchen im Kern, das für die Proteinsynthese wichtig ist. Der genaue Ort am Chromosom an der das Protein bindet, wird nicht durch die Erbgut-Sequenz and dieser Stelle bestimmt, sondern hängt offenbar von der Beschaffenheit des Packmaterials der DNA statt , wie die Biologen berichteten.

Krebsgefahr durch Unordnung im Kern

Bei der sogenannten Knockout-Methode lassen sich gezielt Gene und damit die Produktion von bestimmten Proteinen ausschalten. Geschieht das im Fall des NLP, fallen die Zentromere auseinander und verteilen sich diffus im ganzen Zellkern. Ist die Ordnung im Kern dahin, können Schäden an der DNA auftreten, indem inaktivierte Bereiche des Erbgutes wieder hochgefahren werden. Bei der Mitose entstehen aus einer Zelle zwei identische Tochterzellen. Wie diese Zellteilung genau abläuft, erklärt Jan Wolkenhauer in der 107. Folge der Kreidezeit.Quelle: biotechnologie.tvEin Vorgang, der zur Entstehung von Krebs führen kann. „Für einzelne Leukämieformen ist schon bekannt, dass die Organisation im Zellkern eine Rolle spielt. Es wäre sehr interessant, ob die fehlende Organisation der Zentromere auch bei Krebszellen eine Rolle spielt“, erklärt Patrick Heun. 

Zwei weitere Proteine im Visier

Die Zellforscher konnten neben NLP die Funktion von zwei weiteren Proteinen enträtseln, die bei der Organisation helfen: CTCF unterstützt die Bündelung der Zentromere durch NLP, während Modulo den Komplex am Nukleolus befestigt. Mit dem Ziel weitere Ordnungs-Proteine zu finden und um die Mechanismen im menschlichen Organismus nachvollziehen zu können, sollen weitere Experimente an Taufliegen- und Säugetierzellen folgen, so Patrick Heun.

© biotechnologie.de/bs