Neue Erkenntnisse zur Rolle von Zellzykluskomponenten
Normalerweise sind alle Schritte vom Wachstum bis zur Teilung im Zellzyklus streng reguliert. Der Zellzyklus als gemeinsames Merkmal aller lebenden Organismen war eine bahnbrechende biologische Entdeckung. So werden endgültige Form und Größe einer Zelle durch das Zellzyklusmuster festgelegt, und durch Fehlfunktionen kann es zu Tumorerkrankungen kommen. Hauptziel des EU-finanzierten Projekts "Coordination of cell growth and cell division" (GROWTH AND DIVISION) war daher, die Mechanismen zu untersuchen, die über den gesamten Zellzyklus das Zellwachstum koordinieren. Da die Regulierung der Zellzyklusprogression bei allen Eukaryoten hochkonserviert ist, diente als Modellsystem für die Untersuchungen die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae. Schwerpunkt war die Rolle der wichtigen Zellzykluskomponente Cdk1 (Cyclin-abhängige Kinase 1), die für die Polarisierung in Hefezellen zuständig ist. Analysen neu generierter Hefemutanten mit modernsten Mikroskopieverfahren ergaben, dass Cdk1 für die Regulierung des Membrantransports wichtig ist und dadurch Membranwachstum und Zellzyklusprogression korreliert werden. Eine Untersuchung des zugrunde liegenden Mechanismus ergab, dass Cdk1 über Cdc42 die Membranvesikel für den endo- und exozytotischen Transport umstrukturiert. Mittels photothermaler Umwandlung wurde die Dynamik exozytotischer Vesikel bei mehr als 400 Hefemutanten dargestellt und quantifiziert. So gelang es auch, weitere kritische Komponenten zu identifizieren, die den Membrantransport durch Vesikel ermöglichen. Die Ergebnisse von GROWTH AND DIVISION erhellen Zusammenhänge bei Zellzyklus und Zellwachstum. Die weitere Erforschung noch unbekannter Funktionen von Cdk1 beim Membrantransport soll klären, wie das Zellwachstum reguliert wird.
