SEVILLA, 6. Mai. (EUROPA PRESS) –
Eine Studie der Gruppe „Architektur und Kerndynamik“ unter der Leitung von Rafael R. Daga, Professor im Bereich Genetik der Universität Pablo de Olavide (UPO) und Forscher am andalusischen Zentrum für Entwicklungsbiologie (CSIC-UPO-Junta de Andalucía), durchgeführt in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität Murcia und der Vanderbilt University (Nashville, USA), beschreibt einen Mechanismus, der es Zellen ermöglicht, die Zellteilung zu verzögern, um eine „gleichmäßige Verteilung genetischer Informationen“ zwischen Tochterzellen sicherzustellen.
Die Forschung, die an der Hefe Schizosaccharomyces pombe als Modellorganismus durchgeführt wurde, wurde in der Fachzeitschrift BMC Biology veröffentlicht. In diesem Sinne ist eine Eigenschaft, die alle Organismen „unabhängig von ihrer Komplexität“ gemeinsam haben, ihr „exquisites Misstrauen“, ihre genetischen Informationen intakt zu halten und sie getreu an ihre Nachkommen weiterzugeben, erklärt die UPO in einer Erklärung.
Um dies zu erreichen, achten die Zellen bei jeder Teilung nicht nur darauf, ihre genetischen Informationen (Chromosomen/DNA) mit großer Präzision zu kopieren, sondern achten auch darauf, diese gleichmäßig auf die Tochterzellen zu verteilen, sodass beide genau die gleichen Informationen erhalten, nicht mehr und nicht weniger.
Um dies zu gewährleisten, verfügen Zellen über Mechanismen, die Schäden am DNA-Molekül erkennen und beheben, sowie über Überwachungsmechanismen, die sowohl die vollständige Vervielfältigung der DNA als auch ihre Verteilung auf die Tochterzellen sicherstellen. Diese Überwachungsmechanismen übermitteln jedes Problem an den Zellteilungszyklus, sodass dieser vorübergehend angehalten werden kann, bis das Problem behoben ist.
Defekte in Überwachungssystemen sind mit vorzeitiger Alterung und einer Zunahme der Frühzeitigkeit und Häufigkeit des Auftretens von Tumoren in Tiermodellen verbunden, weshalb die Untersuchung dieser Mechanismen auf molekularer Ebene in den letzten Jahren in Teilen der Wissenschaft große Aufmerksamkeit erhalten hat Gemeinschaft. Als Ergebnis dieser Forschung stehen heute wirksame Medikamente zur Behandlung von Krebs zur Verfügung, die die Erwartungen an die Überwindung dieser Krankheit deutlich erhöht haben.
In diesem Zusammenhang beschreiben die Autoren neue Moleküle, die am Genomüberwachungsmechanismus beteiligt sind, sowie den Mechanismus, der den Zellzyklus anhält, um den Verlust von Chromosomen zu verhindern. Wie UPO-Professor Rafael R. Daga erklärt: „Um eine Analogie zu verwenden: Ein Zug wartet nicht einmal eine Minute, wenn einer oder mehrere Passagiere zu spät am Bahnsteig ankommen, er fährt immer pünktlich ab. Wenn eine menschliche Zelle jedoch nicht alle erfasst.“ Selbst wenn nur eines der 46 Chromosomen, die wir haben, fehlt (23 von jedem Elternteil), stoppen sie die Uhr des Zellzyklus, von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden.
Auf diese Weise stellen die Zellen sicher, dass alle Chromosomen „auf dem Waggon sind, bevor der Zug abfährt“ bzw. vor der Teilung an der mitotischen Spindel befestigt sind (der Struktur, die für die Verteilung der Chromosomen zwischen den Tochterzellen während der Teilung verantwortlich ist). .
Bei Hefen führt eine ungleiche Verteilung der genetischen Information in der Regel zu einem Verlust an Fitness oder biologischer Leistungsfähigkeit, kann aber auch eine bessere Anpassung an bestimmte Stressbedingungen ermöglichen. In menschlichen Zellen kann jedoch eine ungleiche Verteilung des Genoms zur Entstehung eines Tumors beitragen.
„Wir wissen, dass die aggressivsten Tumorzellen sowohl Chromosomen mit Genen mit Wächterfunktion (die den Zellzyklus vor einem Problem warnen) als auch Chromosomen mit Genen verloren haben, deren Funktion darin besteht, den Zelltod zu fördern, wenn etwas schief geht.“ Schlimmer noch, sie haben auch Chromosomen erhalten, die mit Genen angereichert sind, deren Funktion darin besteht, die Proliferation, das Wachstum, das Überleben der Zellen oder die Invasion anderer Gewebe zu fördern.
„Auf diese Weise sterben die Tumorzellen nicht ab, wie sie sollten, sondern wachsen und teilen sich weiter und schädigen den Rest des Organismus“, argumentiert Daga. Da also beide Faktoren an dem Überwachungsmechanismus beteiligt sind, der den Zyklus der Zelle vorübergehend stoppt und der molekulare Mechanismus der Uhr selbst von relativ einfachen Organismen wie Hefe bis hin zu menschlichen Zellen konserviert sind, könnte diese Studie für die Entdeckung pharmakologischer Ziele im Kampf gegen Krebs relevant sein.
Die Arbeit wurde am Andalusischen Zentrum für Entwicklungsbiologie und Ana Belén Iglesias Romero (Absolventin des Biotechnologie-Studiengangs an der UPO und derzeit Senior Scientist Postdoc in Basel, Schweiz), Gabriel Ruiz Romero (Absolventin des Biotechnologie-Studiengangs an der UPO) entwickelt ), die Mitarbeiter Teresa Soto und José Cansado (Universität Murcia), Dr. Kathy Gould (Vandervilt University, USA) und die Professoren des Genetikbereichs der UPO, Ignacio Flor Parra, Silvia Salas-Pino und Rafael Rodríguez Daga .
