Strukturelle Grundlagen der mitotischen Chromosomenkondensation

• Antragsteller: Professor Dr. Christian H. Häring
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 226492122

Die erfolgreiche Aufteilung des Erbguts einer Zelle während der Zellteilung bedingt die Bildung hoch strukturierter Chromosomen am Beginn der Mitose und Meiose. Eine Schlüsselrolle in der Restrukturierung der Chromosomenstränge spielt ein Proteinkomplex, der als Condensin bezeichnet wird und aus einem Heterodimer von SMC ("Structural Maintenance of Chromosomes") Proteinen, einem Kleisin-Protein, und zwei zusätzlichen, vorwiegend aus „HEAT repeat“ Motiven zusammengesetzten Untereinheiten besteht. Eine Hypothese sieht vor, dass Condensin Chromosomen-Schleifenstrukturen stabilisiert, indem es DNA Helices in der durch die SMC- und Kleisin-Untereinheiten gebildeten Ringstruktur einschließt. Wie der Komplex jedoch sein DNA-Substrat erkennt und wie die DNA in den Ring transportiert wird, ist nicht bekannt. Wir beabsichtigen, durch eine Kombination von biochemischen, strukturbiologischen und zellbiologischen Ansätzen die Interaktion zwischen Condensin und DNA mit definierten Komponenten in vitro zu rekonstruieren, die Beteiligung der einzelnen Condensin-Untereinheiten für den DNA-Ladeprozess zu analysieren, die Beschaffenheit der DNA-Bindung auf struktureller Ebene zu charakterisieren, und die Bedeutung dieser Interaktion für die Funktion des Condensin-Komplexes währen der Chromosomensegregation zu erforschen. Die Einblicke in die detaillierten molekularen Mechanismen hinter der Organisation der mitotischen Chromosomenstruktur werden entscheidend sein für unser Verständnis, wie Zellen Fehler während der Chromosomensegregation vermeiden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen