Molekulares Haltesignal aufgeklärt: Das Überwachungssystem der Zellteilung

Molekulares Haltesignal aufgeklärt: Das Überwachungssystem der Zellteilung



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04.06.2024 11:10

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Plötzlich gesund

Fortschreitende Naturerkenntnis, ganz allgemein gesprochen, ‘Wissenschaft’, ist der stärkste Feind des medizinischen Wunders. Was unseren Vorfahren als Wunder erschien, was einfache Naturvölker heute noch in heftige Erregung versetzt, das berührt den zivilisierten Menschen längst nicht mehr.
Doch es gibt einen Gegensatz, der jedem Denkenden sofort auffällt: der unerhörte, durchaus nicht abgeschlossene Aufstieg der wissenschaftlichen Heilkunde und die ebenso unerhörte Zunahme der Laienbehandlung und der Kurpfuscherei. Man schätzt die Zahl der Menschen, die der Schulmedizin kein Vertrauen schenken, auf immerhin 50 Prozent.
Wie kann es sein, daß Laienbehandler und Kurpfuscher immer wieder spektakuläre Erfolge aufweisen, von denen die Sensationspresse berichtet?
Der Autor geht dieser Frage nach und kommt zu interessanten Erkenntnissen, aus denen er Vorschläge für eine bessere Krankenbehandlung durch seine ärztlichen Standesgenossen ableitet.

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Molekulares Haltesignal aufgeklärt: Das Überwachungssystem der Zellteilung

Mehrere Millionen Zellen teilen sich sekündlich in unseren Körpern. Bei der Kernteilung (Mitose) muss das Erbgut fehlerfrei und vollständig zwischen den Tochterzellen verteilt werden. Fehler in diesem Prozess können zu Fehlentwicklungen oder genetischen Störungen führen, und auch viele Krebszellen sind charakterisiert durch ungleiche Zahlen an Chromosomen. Zeichnen sich daher Fehler im Teilungsprozess ab, kann die Zelle ihn aufhalten. Biolog:innen der Universität Duisburg-Essen konnten diesen Prozess auf molekularer Ebene aufklären. Das Fachmagazin „Current Biology“ berichtet.

Während der Zellteilung bilden sich Mitosespindeln – winzige Fasern, die an entgegengesetzten Polen der Zelle entspringen und sich an die Chromosomen heften, um je einen Vertreter eines Schwesterchromatids in eine der beiden entstehenden Zellen zu ziehen. Dabei gibt es ein ausgeklügeltes Überwachungssystem, das Fehler bei der Zellteilung verhindern soll. Dieses System gibt ein „Halt! Noch nicht Teilen!“-Signal an die Zelle, solange sich nicht alle Chromosomen korrekt an die Mitosespindel angeheftet haben.

Forscher:innen der Universität Duisburg-Essen (UDE), gemeinsam mit Kolleg:innen vom Max-Planck-Institut für Molekulare Physiologie in Dortmund, konnten nun neue Einblicke in den molekularen Mechanismus dieses Überwachungssystems gewinnen. Sie fanden heraus, wie der Initiator des Haltesignals, eine Proteinkinase namens Mps1, an die Anheftungsstelle auf den Chromosomen gebunden wird, und wie dieses Protein erst dann wieder verdrängt wird, wenn die Chromosomen korrekt an die Mitosespindel gebunden sind. Die Studie, durchgeführt im Sonderforschungsbereich 1430 Molekulare Mechanismen von Zellzustandsübergängen an der UDE, beantwortet lange offen gebliebene Fragen zum Mechanismus des molekularen Haltesignals und wie es abgeschaltet wird: „Wir konnten feststellen, dass Mps1 neben der Einleitung des Haltesignals an weiteren Prozessen der Chromosomenaufteilung beteiligt ist“, erklärt Richard Pleuger, Erstautor aus der Arbeitsgruppe Molekulare Genetik I unter der Leitung von Prof. Dr. Stefan Westermann. „Künftig ließen sich die von uns etablierten Mutanten nutzen, um diese bisher wenig verstandenen Aspekte zu erforschen.“

Besonders wichtig für das Projekt waren Vorhersagen atomarer Proteinstrukturen und Bindungsoberflächen mittels künstlicher Intelligenz (KI). Für die Zukunft versprechen KI-inspirierte, präzise Experimente weitere Einblicke in den Mechanismus der Zellteilung – zum Beispiel, um aufzuklären, wie fehlerhafte Anheftungen erkannt und korrigiert werden.

Redaktionelle Bearbeitung: Birte Vierjahn, Tel. 0203/37 9-2427, birte.vierjahn@uni-due.de


Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Richard Pleuger, Molekulare Genetik I, Tel. 0201/18 3-2447, richard.pleuger@uni-due.de
Prof. Dr. Stefan Westermann, Molekulare Genetik I, Tel. 0201/18 3-2766, stefan.westermann@ni-due.de


Originalpublikation:

https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.03.062


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Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Studierende, Wissenschaftler
Biologie, Medizin
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch


 

Quelle: IDW