Ober- und Unterseite der Zellarchitektur
Wie ernst ein Versagen der Polarität für den Organismus sein kann, lässt sich an den menschlichen Epithelien sehen, den Auskleidungen der Organe. Epithelien bilden die Quelle der meisten Krebsarten und Defekte in apikal-basalen Organisationen gehen mit einer schlechten Prognose einher. Ein weiteres Beispiel ist die Absorption von Nährstoffen im Darm, die eine Polarisationsrichtung haben muss. Das Projekt COMITPOL ("Understanding the coordination between mitosis and cell polarity in Drosophila") untersuchte, wie die Polarität während der Zellkernteilung, der Mitose, erhalten bleibt. Die physikalische Teilung der Zelle durch Zytokinese birgt viele Herausforderungen, da die Organisation der Polarität die Reorganisation des Zytoskeletts berücksichtigen muss. Darüber hinaus untersuchten die Wissenschaftler, ob eine Teilung des Zytoplasmas oder Zytokinese mit dem Verlust der Polarität während der Tumorbildung zusammenhängt. Proteinkomplexe in Zell-Zell-Verbindungen, sogenannte Adhärenzverbindungen, sind mit dem Aktin-Zytoskelett, das die Zellform beibehält, verbunden. Sowohl mit Zeitrafferaufnahmen von intakten Eierstöcken der Drosophila als auch mit dreidimensionalen Rekonstruktionen von fixierten Proben fanden die COMITPOL-Forscher heraus, dass die apikale Lokalisation von Adhärenzverbindungen die Asymmetrie der Zytokinese bestimmt, um die Architektur während der Proliferation zu erhalten. Die Wissenschaftler untersuchten auch die Organisation anderer wichtiger Polaritätsdeterminanten wie den Tumorsuppressor Lgl. Veränderungen der Expression von Proteinen für Zelladhäsion und Polarität wurden mit epithelialen Transformation und menschlichem Krebs in Verbindung gebracht. Die mitotische Kinase Aurora A lenkt das Polaritätsprotein Lgl (lethal giant larvae) während der Mitose an eine neue subzellulare Position. Die Arbeit wurde in Fachzeitschriften wie etwa EMBO Reports und Cell Cycle veröffentlicht. Forschungen zu Proteinen, die an der Erhaltung der Polarität während der Mitose beteiligt sind, sollen zur Entwicklung zielgerichteter Therapien beitragen. Weitere Forschungen zu Polarität und Tumorprogression sind dank einer Finanzierung durch die portugiesische Stiftung für Wissenschaft und Technologie in Planung. Die Erkenntnisse sollen den Kampf gegen menschliche Krankheiten unterstützen.
Schlüsselbegriffe
Zellarchitektur, Polarität, Epithelien, Mitose, Zytokinese, Tumorentstehung, Protein, Lgl