science >> Wetenschap >  >> Biologie

Een signaalroute die de vorming van een splitsingsgroef beperkt tot het middenvlak van de cel

Celdeling in het embryo van C. elegans (magenta:microtubuli, blauw:TPXL-1, groen:chromosomen). Credit:Ludwig Maximilian Universiteit van München

Celdeling is een fundamenteel biologisch proces dat ervoor zorgt dat, na de replicatie van het genoom van de moedercel, de twee sets chromosomen zijn gelijk verdeeld over twee dochtercellen. Chromosomen worden gescheiden door het spindelapparaat, die bestaat uit vezelachtige eiwitstructuren die microtubuli worden genoemd. Het spindelapparaat is verankerd aan de tegenovergestelde polen van de cel en bepaalt de positie van de toekomstige splitsingsplaats in het midden van de cel, waar een contractiele eiwitring wordt geassembleerd. LMU-onderzoekers onder leiding van celbioloog Dr. Esther Zanin, die aan het hoofd staat van een Emmy Noether Research Group in het LMU Biocenter, hebben een moleculaire signaalroute geïdentificeerd die de vorming van de contractiele ring beperkt tot het middenvlak van de moedercel.

Hun bevindingen verschijnen in de Tijdschrift voor celbiologie .

Correcte segregatie van de chromosomen vereist een nauwkeurige positionering van de splitsingsgroef naar het middenvlak van de cel. Om dit te behalen, het spindelapparaat zendt twee signalen uit. Een van deze stimuleert actief de vorming van de samentrekkende ring in het midden van de cel, terwijl een tweede signaal de assemblage ervan aan de celpolen remt. Het is bekend dat het remmende signaal afkomstig is van de zogenaamde astrale microtubuli, die vanuit het spindelapparaat naar de celpolen uitsteken. "Echter, de moleculaire bestanddelen van dit signaal zijn tot nu toe onbekend gebleven, ", zegt Zanin. "Met behulp van een nieuw ontwikkelde en zeer gevoelige methode, we hebben nu aangetoond in de nematode Caenorhabditis elegans - een populair modelorganisme in de celbiologie - dat het enzym Aurora A een centrale component is van het remmende signaal."

Aurora A, die ook aanwezig is in menselijke cellen, is bekend dat het een cruciale rol speelt bij de besturing van de spilassemblage, en wordt geactiveerd op de astrale microtubuli. "We denken dat het actieve enzym dan diffundeert van de astrale microtubuli naar het celmembraan bij de celpolen, waar het de vorming van een samentrekkende ring onderdrukt." legt Zanin uit. In meercellige organismen, de precieze controle van de celdeling is niet alleen essentieel tijdens de embryonale ontwikkeling, maar ook in het volwassen organisme. Defecten in de celdeling kunnen tal van ziekten veroorzaken, waaronder kankers." Een gedetailleerd begrip van dit fundamentele proces is daarom een ​​voorwaarde voor de ontwikkeling van effectievere manieren om dergelijke aandoeningen te behandelen en te voorkomen, ' zegt Zanine.