Zusammenhang zwischen Krebserkrankungen und gestörter Mikrotubuliorganisation
Für die ordnungsgemäße Chromosomensegregation ist eine korrekte Organisation der Mikrotubuli während der Mitose Voraussetzung, verantwortlich hierfür sind die so genannten zentrosomalen und azentrosomalen MTOC (Mikrotubuli-Organisationszentren). Fehlgebildete und –regulierte MTOC werden eng mit der Entstehung von Krebs assoziiert. Daher sind die an diesem Signalweg beteiligten Zentrosome und Proteine auch mögliche therapeutische Ansätze für antimitotische Substanzen. Trotz ihrer wichtigen Funktion ist aber nur wenig über die funktionellen Details von MTOC auf molekularer Ebene bekannt. Das EU-finanzierte Projekt MTOC Function (Microtubule organizing centres and microtubule nucleation in mitosis) untersucht den zytoplasmatischen Tubulin-Ring-Komplex (TuRC) als eines der wichtigsten Elemente von MTOC. Hauptaufgabe ist es, die Bildung und Regulierung von MTOC und deren Beitrag zur korrekten Mikrotubuliorganisation besser zu verstehen. Sind diese Fragen beantwortet, könnten die molekularen Ursachen des Krebsphänotypen geklärt werden. MTOC Function kombinierte in einem multidisziplinären Ansatz molekularbiologische, biochemische und massenspektrometrische Proteomik sowie Protein-Mapping und vergleichende Analysen von Proteingemischen aus nicht-synchronisierten und mitotischen menschlichen Zellen. In diesen Analysen wurde der Aufbau und die Interaktion von Proteinen im TuRC charakterisiert. Identifiziert wurden neue Core- und transiente Untereinheiten von TuRC, die mit spezifischen Zellphasen wie GCP8/MOZART2 (Interphase und Mitose) assoziiert werden, sowie der Augminkomplex (Mitose). Weitere Proteinanalysen enthüllten deren Funktion bei der Organisation und Regulierung des Mikrotubulinetzwerks. Auf Basis der Ergebnisse wurde ein Modell vorgeschlagen und entwickelt, das die Bildung mitotischer Zentrosomen durch mehrere Proteinphosphorylierungsereignisse in der mitotischen Kinase Plk1 (polo-like kinase 1) reguliert. Die bisherigen und bereits veröffentlichten Ergebnisse verweisen auf ein Zusammenspiel zwischen zentrosomaler und azentrosomaler Mikrotubuli-Nukleation, an der nun genauer geforscht wird. Das Projekt entwickelte die grundlegenden Methoden und Informationen zur detaillierten Analyse der Rolle von Proteinen, die an der Bildung von Mikrotubuli beteiligt sind, sowohl in der Interphase als auch in der Mitose. Die Analysen werden wertvolle Einblicke zu den molekularen Ursachen des Krebsphänotypen und möglicherweise weiterer menschlicher Erkrankungen geben (etwa Parkinson und Alzheimer).
