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Biozentrum, University of
Basel
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20.06.2014
Protein Bld10 wichtig bei Stammzellteilung
Stammzellen besitzen eine besondere Fähigkeit, sie können sich
asymmetrisch teilen. Dadurch bleibt der Pool an Stammzellen
erhalten, gleichzeitig werden genügend spezialisierte Zellen für
Aufbau und Reparatur von Körperzellen produziert. Die
unterschiedliche Aktivität sogenannter Zentrosomen ist dabei von
grosser Bedeutung. In der neuesten Ausgabe von «Current
Biology» beschreibt Prof. Clemens Cabernard vom Biozentrum der
Universität Basel, inwiefern das Protein Bld10 bei der asymmetrische
Zellteilung von Nerven-Stammzellen eine Rolle spielt.
Stammzellen sind eine unerschöpfliche
Quelle. Aus ihnen geht jede Zelle unseres
Körpers hervor. Gleichzeitig sorgen sie für
stetigen Nachschub, um beschädigtes oder
erkranktes Gewebe zu ersetzen. Auch die
etwa 200 Milliarden vernetzten Nervenzellen
des menschlichen Gehirns entwickeln sich
aus Stammzellen. Diese haben eine
aussergewöhnliche Eigenschaft: Sie können sich asymmetrisch teilen.
Orientation of the spindle
apparatus in neural stem cells (left:
normal cells; right: cells lacking
Bld10).
Dabei entstehen eine Stammzelle und eine spezialisierte Tochterzelle.
An diesem Vorgang sind sogenannte Zentrosomen beteiligt. Prof.
Clemens Cabernard vom Biozentrum der Universität Basel konnte nun
im Gehirn der Fruchtfliege Drosophila melanogaster zeigen, dass ein
Protein namens Bld10 eine Schlüsselrolle bei der Bildung
asymmetrischer Zentrosomen spielt.
Protein Bld10 bestimmt Aktivität der Zentrosomen
Zentrosomen sind kleinste Strukturen in der Zelle, die sich während
des Teilungsprozesses verdoppeln. Sie dienen als Aufhängevorrichtung
für die Spindelfasern und sorgen für eine gleichmässige Aufteilung des
Erbguts auf die beiden neu entstehenden Zellen. Im Fliegengehirn
bleibt bei der asymmetrischen Teilung von Stammzellen ein Zentrosom
ständig aktiv, während das andere vorrübergehend stillgelegt wird, um
sich in der Zelle neu zu positionieren. Ihr Zustand – aktiv oder inaktiv –
wird von einer Proteinmatrix gesteuert. Das Team von Cabernard hat
herausgefunden, dass das Protein Bld10 diese Proteinmatrix abbaut
und damit das Zentrosom inaktiviert.
«Wenn Bld10 in der neuronalen Stammzelle fehlt, bleiben beide
Zentrosomen aktiv, mit der Folge, dass sich die Zentrosomen nicht
korrekt voneinander trennen und die Spindelfasern sich falsch
ausrichten», erklärt Priyanka Singh, Postdoktorandin im Labor von
Cabernard. «Da der Verlust von Bld10 kurzfristig jedoch keine
Auswirkungen auf die Teilung der Stammzellen erkennen liess, gehen
wir davon aus, dass die Zelle über Reparaturmechanismen verfügt, die
so einen erheblichen Defekt beheben können», so die Forscherin.
Klingelbergstrasse 50/70
CH-4056 Basel / Switzerland
Email: communicationsbiozentrum-at-unibas.ch
«Langfristige Konsequenzen können wir jedoch nicht ausschliessen.
Beim Menschen beispielsweise führt der Verlust dieses Proteins zu der
seltenen neuronalen Entwicklungsstörung Mikrozephalie.»
Gendefekt verursacht Mikrozephalie
Mikrozephalie ist eine Erkrankung, die mit einem verringerten
Hirnvolumen und einer geistigen Behinderung einhergeht. Eine Ursache
sind bestimmte Defekte in Genen, die für Proteine des Zentrosoms
kodieren. Sie führen zu einer fehlerhaften Orientierung der
Spindelfasern und damit zu Fehlern in der Teilung von Stammzellen.
Cabernard möchte nun untersuchen, wie sich der Verlust von Bld10
langfristig auf die Hirnentwicklung von Drosophila auswirkt und ob
Zentrosomen-Asymmetrie dabei eine entscheidende Rolle spielt.
Originalartikel:
Priyanka Singh, Anjana Ramdas Nair and Clemens Cabernard. The
centriolar protein Bld10/Cep135 is required to establish centrosome
asymmetry in Drosophila neuroblasts. Current Biology; published online
19 June 2014.
Kontakt: Kommunikation, Katrin Bühler