Der molekulare Mechanismus des Aufbaus und der Erkennung des centromeren Chromatins

• Antragsteller: Dr. Christian de Groot
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 194368604

Kinetochore sind große Multiproteinkomplexe, die sich während der Mitose auf Chromosomen formen, um diese an Mikrotubuli zu heften und zu trennen. Kinetochore bilden sich nur auf spezialisiertem „centromeren“ Chromatin. Dieses ist durch Nukleosomen charakterisiert, welche die Histonvariante CENP-A anstelle von Histon H3 besitzen. Die exakte Positionierung und Weitergabe von CENP-A-Chromatin ist wesentlich, um die Weitergabe der Erbinformation im Verlauf des Zellzyklus zu garantieren. Es ist bekannt, dass CENP-A-Nukleosomen ausschließlich in aktiven Centromeren vorkommen und unabhängig von DNA-Sequenz lokalisieren. Der Mechanismus des auf das centromere Chromatin beschränkten Einbaus von CENP-A hingegen, bleibt eine wichtige offene Frage. Mein Gastlabor identifizierte in dieser Hinsicht ein konserviertes Protein, KNL-2, das essenziell für die Lokalisierung von CENP-A ist. Zum Verständnis des Mechanismus, der dem Aufbau des centromeren Chromatin zu Grunde liegt, plane ich eine in vivo/in vitro kombinierte Untersuchung der Schlüsselrolle von KNL-2 im Einbau von CENP-A-Nukleosomen ins centromere Chromatin. Ich werde die Funktion von KNL-2 im Aufbau des centromeren Chromatins im Einzellembryo von Caenorhabditis elegans als Modellsystem analysieren, indem ich die Rolle einzelner KNL-2-Domänen in der Chromosomentrennung und -kondensation untersuche. Ich strebe an Einsichten in den molekularen Mechanismus der KNL-2-abhängigen CENP-A-Lokalisierung zu gewinnen, indem ich deren Interaktion mit Hilfe von in vitro hergestellten Nukleosomenkomplexen nachweisen werde und versuchen werde strukturelle Daten von KNL-2 zu erhalten, um den KNL-2/CENP-A Interaktionmodus zu entschlüsseln. Die hier vorgeschlagene Arbeit sollte dazu beitragen, die konservierten Mechanismen des Aufbaus und der Erkennung des centromeren Chromatins auf zellulärer und molekularer Ebene zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Arshad Desai