Forscher lüften Geheimnis der Zellteilung
Forscher haben die Mechanismen hinter der asymmetrischen Zellteilung aufgedeckt. Bei der asymmetrischen Zellteilung handelt es sich um einen wichtigen Prozess in der embryonalen Entwicklung und bei der Erneuerung von Stammzellen. Die Arbeit, die durch ein Marie-Curie-Stipendium der EU kofinanziert wurde, wurde in der Zeitschrift Cell veröffentlicht. Wenn sich eine Zelle teilt, führt dies in der Regel zu zwei identischen Tochterzellen. In manchen Fällen jedoch, zum Beispiel während der Entwicklung, kann die Zellteilung zu zwei Tochterzellen mit unterschiedlichen Eigenschaften führen, ein Prozess, der als asymmetrische Zellteilung bezeichnet wird. Forscher haben nun den Embryo des Fadenwurms Caenorhabditis elegans untersucht. Beim C. elegans kommt es gleich nach der Befruchtung der Eizelle zur ersten Zellteilung, und die beiden daraus resultierenden Zellen sind nicht identisch. Die Zelle teilt sich in eine große Zelle am Kopfende des Embryos und eine kleinere am Schwanzende. Die Forscher wussten, dass diese asymmetrische Zellteilung nur funktioniert, wenn die mitotische Spindel, die die Chromosomen der Zelle trennt, im hinteren Teil der Eizelle liegt, nicht in der Mitte. "Kurz vor der Zellteilung wandert die mitotische Spindel in den hinteren Teil der Zelle, wobei sie sich auf und ab bewegt", erklärt François Nédélec vom Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL). "Wir wollten die Mechanismen dieser Bewegung aufdecken und ihre Eigenschaften untersuchen." Die Proteinfilamente, die sogenannten Mikrotubuli, können je nach Bedarf wachsen oder schrumpfen, und sie helfen, die mitotische Spindel an den richtigen Platz innerhalb der Zelle zu transportieren. Dr. Nédélec und seine Kollegen untersuchten anhand von Computersimulationen und unter dem Mikroskop die Verhaltensweisen der Mikrotubuli. Sie fanden heraus, dass die Mikrotubuli so lange wachsen, bis sie die Zellkortex berühren, eine Struktur, die direkt unter der Plasmamembran liegt und die Zelle auskleidet. Sobald die Mikrotubuli die Kortex berühren, schrumpfen sie, und dieser Schrumpfungsprozess zieht die Kortex nach innen. "Wir wissen noch nicht, wie das genau passiert", erklärte Cleopatra Kozlowski vom EMBL. "Möglichweise hält ein Teil der Kortex den Mikrotubulus fest, während dieser schrumpft, und zieht so an der gesamten Spindel."