Wie Kinetochor-lokalisierende Phosphatasen nach erfolgreicher Ausrichtung der Chromosomen den Spindel-Kontrollpunkt zufriedenstellen und somit das Beenden der Zellteilung ermöglichen.

• Antragstellerin: Dr. Debora Bade
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268630125

Genomische Instabilität ist eine der Ursachen bei der Bildung solider Tumore. Besonders chromosomale Instabilität ist eine der Hauptverursacher von Aneuploidie, der nummerischen Abberation des normalen Chromosomensatzes. Aneuploidie ist die direkte Konsequenz einer fehlerhaften Chromosomenverteilung während der Mitose und kommt bei etwa 70% der soliden Tumore vor. Der Spindel-Kontrollpunkt (SAC) überwacht die Interaktionen zwischen den Kinetochoren von Chromosomen und Spindel-Mikrotubuli und verzögert den Beginn der Anaphase bis alle Chromosomen korrekt an Mikrotubuli angeheftet sind. Folglich ist der SAC ein wichtiger Schutz vor Aneuploidie. Mehrere Studien haben die herausragende Stellung des SAC bei der Suppression von Tumoren bestätigt. Bisher haben insbesondere 2 Ansätze, die den SAC betreffen erfolgsversprechende Ergebnisse bei der Anti-Krebs-Therapie geliefert. Der erste Ansatz stützt sich auf die kontinuierliche Aktivierung des SAC durch fortwährende Zugabe von Mikrotubuli-Giften. Diese Strategie wird schon zur direkten Behandlung von Patienten genutzt. Der zweite Ansatz verhindert, dass mitotische Zellen die Zellteilung abschließen können und folglich in der Metaphase arretieren. Letzterer soll um einiges effizienter im Töten von Krebszellen sein, als der Einsatz von Mikrotubuli-Gifte. Folgerichtig ist es besonders wichtig die molekularen Mechanismen zu verstehen, die den SAC ausschalten und es der Zelle ermöglichen die Zellteilung abzuschließen. Ich werde mich deshalb den molekularen Mechanismen widmen, die zur Ausschaltung des SAC führen. Ich werde mich dabei insbesondere darauf konzentrieren, wie die regulierte Dephosphorylierung von Kinetochore-lokalisierenden Faktoren den SAC ausschaltet und den Beginn der Anaphase einläutet. Hierbei habe ich 3 Zielsetzungen:Ziel 1: für den Übergang von Metaphase zu Anaphase werden zwei Phosphatasen benötigt, nämlich PP1 und PP2A-B56. Obwohl die Bedeutung der Phosphatasen bekannt ist, sind ihre Substrate weitgehend unbekannt. Davon ausgehend werde ich BioID und APEX-basierende Aufreinigungen durchführen und so potenzielle Substrate identifizieren. Gleichzeitig werde ich quantitative Phospho-Proteomics mit Zelllinien durchführen, in denen die Lokalisation der Phosphatasen gestört ist.Ziel 2: Ich werde adressieren wie die regulierte Dephosphorylierung der neu identifizierten Substrate zum Ausschalten des SAC beitragen. Dazu werden sowohl RNAi-Techniken verwendet, als auch mit phosphomimetischen Mutanten gearbeitet.Ziel 3: unabhängig von den ersten beiden Zielsetzungen werde ich analysieren, wie die beiden Phosphatasen reguliert werden und wie wichtig ihre zeitlich abgestimmte Lokalisation zu den Kinetochoren für die Zellteilung ist.Im Ganzen wird dieses Projekt einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis des SAC leisten und weitere Details liefern um zu verstehen wie Chromosomen fehlerfrei auf zwei Tochterzellen verteilt werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Gastgeber: Professor Dr. Geert Kops