home>mypoint>news>744856.html
Artikel teilen:
Neue Funktion von ESCRTs im Zellkern entdeckt
Damit Zellen gesund bleiben, müssen sie alte oder defekte Proteine abbauen. Der ESCRT-Protein-Komplex spielt in diesem zellulären Müllentsorgungssystem eine zentrale Rolle. Das hat die Arbeitsgruppe um den Zellbiologen David Teis bereits nachgewiesen. Nun konnte das Team gemeinsam mit KollegInnen des renommierten Londoner Francis Crick-Instituts und des King’s College eine neue Funktion des Protein-Komplexes identifizieren.
Die Zellteilung ist ein komplexer Prozess, der reibungslos ablaufen muss. Schwerwiegende Erkrankungen wie Krebs können die Folge eines fehlerhaften Zellteilungsprozesses sein, in dem nun auch die ESCRT (endosomal sorting complexes required for transport) Maschine eine wichtige Rolle einzunehmen scheint.
Durch die Zusammenarbeit mit der Gruppe um die Zellbiologin Snezhana Oliferenko, die am Francis Crick-Institut und am King’s College in London zur Zellteilung forscht, konnten Wissenschafter des Innsbrucker Biozentrums einen neuen Effekt von ESCRT aufdecken. Die Forschungsarbeit wurde im anerkannten Fachjournal Developmental Cell veröffentlicht und in dessen Vorschau sogar hervorgehoben.
„Wir zeigen, dass die ESCRT Maschine neben ihrer Funktion beim Proteinabbau auch für die Verteilung von Chromosomen im Zellkern verantwortlich ist. Das ist notwendig, damit die Zellen in der Lage sind, ihre Zellkerne ohne Fehler zu teilen und danach wieder richtig um das Genom zusammenbauen können“, so David Teis vom Institut für Zellbiologie (Direktor: Lukas Huber), dessen Team zum Zellstoffwechsel forscht und in den letzten Jahren zur Aufklärung der Funktion des ESCRT-Komplexes mehrfach beitragen konnte.
Neues Modell – neue Funktion
Für ihre Untersuchung stützte sich das Forschungsteam auf den, von Oliferenko mitetablierten Modellorganismus Schizosaccharomyces japonicus – eine auf Erdbeeren wachsende Spalthefe, die sich als ideales Modellsystem für die Kernteilung erweist, da dieser Prozess stereotypisch innerhalb von nur etwa 10 Minuten abläuft. Durch diesen Vorteil konnte die überraschende, zusätzliche Aufgabe des ESCRT-Komplexes im Prozess der Zellteilung beschrieben werden. „Wir konnten sehen, dass der ESCRT-Komplex an der Kernmembran zwei Proteine – Lem2 und Nur1 – reguliert, die für die Bindung des Chromatins an die innere Kernmembran verantwortlich sind. Das Lem2 Protein haftet an der Zellmembran und rekrutiert ESCRT, um die Loslösung durchzuführen. Wird Lem2 ausgeschaltet, dann haftet und häuft sich Chromatin an der Kernmembran an, das Loslösen wird dadurch erschwert und der Zellteilungsprozess gestört“, erklärt Erstautor Simon Sprenger, der im Rahmen des MCBO-Austausch-Programms einen Forschungsaufenthalt im Labor von Snezhana Oliferenko – eine ehemalige Doktorandin von Lukas Huber – absolvierte.
BU: Die Erstautoren Simon Sprenger (Mitte) und Gerard Pieper (hinten) im Kreis ihrer StudienkollegInnen am Londoner Francis Crick-Institute (Bild: privat)
Die Mechanismen rund um den Aufbau und die räumliche Anordnung des Chromatins sind für die Wahrung der Integrität der DNA im Prozess der Zellteilung essentiell, Fehler in dieser Zellteilungsphase sind auch bei der Entstehung verschiedener Erkrankungen wie Krebs relevant. „Nachdem wir gesehen haben, dass ESCRT nicht nur auf Endosomen, sondern auch im Zellkern am Chromatin eine wichtige Funktion besitzt, wollen wir gemeinsam mit dem Labor von Snezhana Oliferenko in diese Richtung weiterforschen“, blickt David Teis in die nahe Zukunft.
(23.04.2020, Text: D. Heidegger, Bilder: Snezhana Oliferenko)
Links:
ESCRT-III/Vps4 Controls Heterochromatin-Nuclear Envelope Attachments.