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News: Mehret Euch

Zellteilung und Zellzyklus sind längst gut erforscht. Doch wie die Zelle die Verdoppelung der Chromosomen genau kontrolliert, gibt der Forscherwelt immer noch Rätsel auf. Jetzt entdeckten Wissenschaftler, dass bestimmte Proteine nicht nur die einzelnen Zellteilungsschritte koordinieren, sondern auch die nachfolgenden Regulatoren steuern.
Bakterien, Pilze und Menschen haben etwas gemeinsam: Die grundsätzlichen Schritte des Zellzyklus bei der ungeschlechtlichen Teilung sind gleich, so groß die stammesgeschichtliche Kluft sonst auch sein mag. Bei niederen Organismen gewonnene Erkenntnisse lassen sich daher auf den menschlichen Körper übertragen.

Beim Zellzyklus wechseln die Kernteilung – die Mitose – mit der Wachstumsphase – der Interphase – periodisch ab. Die Mitose-Stadien, bei denen die Chromosomen auf die Tochterzellen verteilt werden, folgen einem immer gleichen Ablauf, streng kontrolliert durch genetische "Schalter". Die einzelnen Zellteilungsphasen sind seit langem beschrieben und gut untersucht. Was sich jedoch genau hinter deren genetischen Auslösern verbirgt, und wer sie zur Aktion treibt, blieb bisher im Dunkeln.

Itamar Simon und seine Kollegen vom Whitehead Institute for Biomedical Research in Cambridge hatten sich den Zellzyklus der Bäckerhefe vorgenommen und wollten die Regulations-Mechanismen genauer untersuchen, welche die einzelnen Mitose-Phasen auslösen. Dabei kam ein Ergebnis für die Forscher unerwartet: Die gefundenen Proteine aktivieren nicht nur den nächsten Zyklusschritt, sondern auch ihre eigenen Regulator-Nachfolger. "Das Netzwerk, das den Zellzyklus kontrolliert, ist selbst wiederum ein Zyklus von Regulatoren regulierende Regulatoren", erklärt Simon.

Neun Proteine sind als Haupt-Regulatoren für den Zellzyklus der Bäckerhefe identifiziert. Sie binden an Gene, die dann durch die Bildung von weiteren Proteinen den nächsten Zellzyklusschritt auslösen. Indem die Wissenschaftler die Steuerproteine an ihren Zielgenen fixierten und die DNA-Stücke mit Antikörpern markierten, konnten sie die Regulation des gesamten Zellzyklus unmittelbar im Genom kartieren.

Da der Zellzyklus universellen Regeln folgt, können die Erkenntnisse auf andere zelluläre Teilungsprozesse übertragen werden. Hier interessieren sich die Wissenschaftler insbesondere für Krankheiten wie Krebs, bei denen sich Zellen unkontrolliert teilen. Denn ein genaues Verständnis, wie die Zelle ihre Teilung überwacht, könnte dazu beitragen, in Zukunft die Ursachen und nicht nur die Symptome dieser Krankheiten zu bekämpfen.

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