Krebszellen: Nur doppelte Polkörperchen halten Erbgut in Ordnung
Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums (DKFZ) entdeckten ein neues Protein, ohne das die Zellteilung nicht funktionieren kann. Es regelt die Verdopplung der Zentrosomen, die ihrerseits das verdoppelte Erbgut gleichmäßig auf die neu entstandenen Tochterzellen verteilen. Dieser für die Zellteilung wichtige Schritt ist in Krebszellen häufig gestört. Das bessere Verständnis, wie dieser Teil des Zellzyklus reguliert wird, könnte auch einen Ansatzpunkt für neue Krebstherapien darstellen. Die Wissenschaftler um Ingrid Hoffmann veröffentlichten ihre Ergebnisse jetzt im Journal of Cell Biology.
Monopolare Mitosespindel, Zentrosomen in gelb dargestellt
© dkfz.de
Eine Grundvoraussetzung für das Wachstum und Leben eines Organismus ist die Fähigkeit seiner Zellen, sich zu teilen. „Der Ablauf der Zellteilung muss streng reguliert sein, da unkontrollierte Teilungen zu Tumoren führen können“, beschreibt Privatdozentin Dr. Ingrid Hoffmann ihr Forschungsgebiet. Vor der Teilung einer Zelle werden zunächst die Chromosomen verdoppelt und anschließend auf die beiden Tochterzellen verteilt. Eine weitere Voraussetzung für eine korrekte Zellteilung ist die Verdopplung des so genannten Zentrosoms oder Polkörperchens, das eine entscheidende Rolle bei der Zellteilung spielt: Hier setzen Zugfasern aus Proteinen an, die den frisch verdoppelten Chromosomensatz korrekt auf die beiden neu entstehenden Tochterzellen aufteilen. Krebszellen weisen jedoch häufig mehr als zwei Zentrosomen auf, was dazu führt, dass die Chromosomen falsch verteilt werden und darüber hinaus häufig instabil sind.
Bisherige Erkenntnisse zeigen, dass das Enzym Plk4 bei der Zentrosomenverdopplung unerlässlich ist: Liegt das Enzym in zu hoher Konzentration vor – wie etwa in den meisten Krebszellen – entstehen zusätzliche Zentrosomen. Fehlt es dagegen, kann die Zelle überhaupt keine Zentrosomen bilden. Noch ist aber nicht verstanden, wie dieses Schlüsselenzym selbst reguliert wird. Um mehr über diese molekularen Mechanismen zu erfahren, suchten die DKFZ-Wissenschaftler um Ingrid Hoffmann nach Proteinen, die mit Plk4 interagieren. Dabei entdeckten sie in Zusammenarbeit mit Kollegen im Europäischen Molekularbiologischen Laboratorium (EMBL) das bisher unbekannte Protein Cep152. „Wir konnten zeigen, dass dieses Protein an das Plk4-Enzym bindet und es zum Zentrosom hinführt. Erst wenn Plk4 am Zentrosom angekommen ist, kann es dessen Verdoppelung einleiten“, erklärt Ingrid Hoffmann. Diese neuen Erkenntnisse könnten Ideen liefern, um gezielt in den Zellzyklus von entarteten Zellen einzugreifen. So stellt die Hemmung des Plk4-Enzyms – möglicherweise über das neu entdeckte Cep152 – einen neuen Ansatzpunkt in der Krebstherapie dar.
Onur Cizmecioglu, Marc Arnold, Ramona Bahtz, Florian Settele, Lena Ehret, Uta Haselmann-Weiß, Claude Antony und Ingrid Hoffmann: Cep152 acts as a scaffold for recruitment of Plk4 and CPAP to the centrosome. Journal of Cell Biology, DOI:10.1083/jcb.201007107
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