Erforschung von Zellteilungsmechanismen
Die Protease Separase - ein proteolytisches Enzym – wird in der Anaphase bei Mitose oder Meiose aktiviert, wenn sich die Chromosomen trennen und an die entgegengesetzten Pole der Zelle gezogen werden. Veränderungen dieses Prozesses könnten die Trennung, die durch Kohäsin reguliert wird, stören. Kohäsin ist ein Proteinkomplex, der für die Chromosomensegregation während der Zellteilung zuständig ist. Die Separase wirkt außerdem Protease-unabhängig daran mit, die Zellteilung abzuschließen und die Mitose zu beenden. Zum einen analysierte das EU-finanzierte Projekt CHROMOSOME STABILITY (Molecular mechanism of separase dependent PP2ACdc55 downregulation) diese nicht-proteolytische Aktivität auf molekularer Ebene. Zum anderen untersuchte es, wie die Separase am Anfang der Anaphase die Cdc55-Isoform der Proteinphosphatase 2A (PP2ACdc55) herunterreguliert. Hauptziel war es, am Modellorganismus Spalthefe zu klären, wie Separase zur Inaktivierung von PP2ACdc55 beiträgt. Gewählt wurden hierfür zwei unterschiedliche Ansätze. Der erste Ansatz bestand darin, die Rolle bekannter PP2A-Regulatoren zu klären, die durch Ppm1-, Ppe1-, Rrd1- und Rrd2-kodierende Gene reguliert werden. In Experimenten wurde untersucht, wie sich eine Deletion dieser Regulatoren oder Veränderungen ihrer Lokalisation, Abundanz oder des posttranslationalen Zustands in An- oder Abwesenheit von Separase auswirkt. Offenbar spielt Rrd2 eine signifikante Rolle bei der Regulierung von PP2A zu Beginn der Anaphase. Im zweiten Ansatz wurde der Zusammenhang zwischen FEAR-Komponenten und der Inaktivierung von PP2ACdc55 untersucht. Das regulatorische FEAR-Netzwerk fördert in der Anaphase die Freisetzung von Cdc14p aus dem Zellkern. Interessant war vor allem die Rolle von Slk19, einem Kinetochor-assoziierten Protein, das eine vorzeitige Beendigung der mitotischen Phase verhindert und die Lokalisation der Separase reguliert. Wie sich zeigte, verstärkt sich die Separase/Slk19-Interaktion in der Anaphase, was wiederum darauf hindeutet, dass die proteolytische Aktivität der Separase weniger eine Rolle spielt, die C-terminale Domäne aber wichtig für das Ende der Mitose ist. Am C-Terminus befindet sich eine kurze Aminosäuresequenz, die Retentionssignale für die Proteinsortierung enthalten kann. Weitere Projektergebnisse zeigten, dass eine zeitgenaue Proteolyse wichtiger Regulatoren dafür sorgt, dass die Mitose endgültig abgeschlossen wird.
