Celldelning i C. elegans embryo (magenta:mikrotubuli, blå:TPXL-1, grönt:kromosomer). Kredit:Ludwig Maximilian University of München
Celldelning är en grundläggande biologisk process som säkerställer att, efter replikeringen av modercellens genom, de två uppsättningarna kromosomer är lika fördelade mellan två dotterceller. Kromosomer separeras av spindelapparaten, som består av fibrösa proteinstrukturer som kallas mikrotubuli. Spindelapparaten är förankrad till cellens motsatta poler och bestämmer positionen för den framtida klyvningsplatsen i mitten av cellen, där en kontraktil proteinring är sammansatt. LMU-forskare ledda av cellbiolog Dr. Esther Zanin, som leder en forskningsgrupp för Emmy Noether vid LMU Biocenter, har identifierat en molekylär signalväg som begränsar bildandet av den kontraktila ringen till modercellens mittplan.
Deras resultat visas i Journal of Cell Biology .
Korrekt segregering av kromosomerna kräver exakt positionering av klyvningsfåran till cellens mittplan. För att uppnå detta, spindelapparaten sänder ut två signaler. En av dessa stimulerar aktivt bildandet av den kontraktila ringen vid cellens mittplan medan en andra signal hämmar dess sammansättning vid cellpolerna. Den hämmande signalen är känd för att härröra från de så kallade astrala mikrotubulierna, som skjuter ut till cellpolerna från spindelapparaten. "Dock, de molekylära beståndsdelarna i denna signal har förblivit okända tills nu, " säger Zanin. "Med hjälp av en nyutvecklad och mycket känslig metod, vi har nu visat i nematoden Caenorhabditis elegans – en populär modellorganism inom cellbiologi – att enzymet Aurora A är en central komponent i den hämmande signalen."
Aurora A, som också finns i mänskliga celler, är känd för att spela en avgörande roll vid kontroll av spindelmontering, och aktiveras på astrala mikrotubuli. "Vi tror att det aktiva enzymet sedan diffunderar från astrala mikrotubuli till cellmembranet vid cellpolerna, där det undertrycker bildandet av en kontraktil ring." förklarar Zanin. I flercelliga organismer, den exakta kontrollen av celldelningen är inte bara viktig under embryonal utveckling, men också i den vuxna organismen. Defekter i celldelning kan orsaka många sjukdomar inklusive cancer." En detaljerad förståelse av denna grundläggande process är därför en förutsättning för utvecklingen av mer effektiva sätt att behandla och förebygga sådana störningar, säger Zanin.