Die Rolle des CENP-V Proteins in der Meiose der Säugetiere

• Antragsteller: Professor Dr. Rolf Jessberger
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Reproduktionsmedizin, Urologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320452902

Die Arbeitsgruppe von W. Earnshaw zeigte in 2008, dass das Kinetochorprotein CENP-V in somatischen Zellen in der Chromosomenkompaktierung, der Lokalisation und Stabilität des Chromosome Passenger Complexes CPC, der Assoziation des Cohesin-Protektors SGO1 mit Kinetochoren, der centromerischen Schwesterchromatidkohäsion, und der Chromosomensegregation involviert ist. Es liegen jedoch nur sehr wenige Informationen zu CENP-V vor, das in nur 2 Publikationen beschrieben wird. Trotz der herausragenden Bedeutung der o.g. chromosomalen Prozesse für die Meiose wurde bislang nichts über CENP-V in Keimzellen beschrieben. Wir beobachteten die Expression von CENP-V in Spermatocyten und Oocyten und dessen spezifische, von meiotischen Stadien abhängige Lokalisation. Chromosomale Synapsis und Auftreten von CENP-V korrelieren, und CENP-V ist vom Chromatin der X/Y Geschlechtschromosomen ausgeschlossen. Jüngst konnten wir erste Analysen der von uns generierten keimzellspezifischen CENP-V Defizienz im entsprechenden Mausstamm durchführen und einen sehr substantiellen Phänotyp feststellen: die Abwesenheit chromosomaler Achsen, des synaptonemalen Komplexes. In Zellen mit noch ein wenig CENP-V sind die Achsen verkürzt, z. T. unterbrochen und/oder nicht in Synapse. Auf der Grundlage unserer nun deutlichen Daten stellen wir die Hypothese auf, dass CENP-V eine oder mehrere wichtige Funktionen in der Säugetiermeiose erfüllt, wobei sich diese Prozesse in Spermatocyten und Oocyten teilweise unterscheiden. Dieser Unterschied liegt aufgrund der spezifischen Exklusion des CENP-V von X/Y Chromosomen der Spermatocyten nahe.Unsere spezifischen Ziele der beantragten Projektperiode sind:1. die spezifische Lokalisation des CENP-V und dessen co-Lokalisation mit diagnostischen Proteinen in veschiedenen Stadien der männlichen und weiblichen Meiose zu bestimmen;2. die Interaktionspartner des CENP-V in Spermatocyten zu identifizieren;3. die biologische Funktion des CENP-V, inklusive dessen Verhältnis zu Cohesin, in vivo in Spermatocyten und Oocyten zu bestimmen.Die initiale Analyse weist darauf hin, dass CENP-V für die Synapsis-assoziierte Aufrechterhaltung der Chromosomenachsen notwendig ist, was im Detail zu studieren ist. In Anbetracht der funktionellen Beziehung in somatischen Zellen von CENP-V zu Centromeren, Cohesin und dem CPC wird zudem u.a. untersucht werden, ob CENP-V in centromerischer/pericentromerischer Cohäsion und Segregation, in der CPC Rekrutierung, und Centromerzusammensetzung eine Rolle spielt.Wir erwarten mit diesem Projekt die Aufklärung der bislang vollständig unbekannten, jedoch offenbar essentiellen Rolle des CENP-V in der Meiose.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen