Structure and assembly of the kinetochore in Drosophila melanogaster
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Kinetochore sind große Proteinkomplexe, die an der primären Verengung von mitotischen Chromosomen, den Zentromeren, lokalisiert sind. Sie sind an einigen zellulären Prozessen beteiligt, die zusammen eine korrekte Verteilung des duplizierten genetischen Materials in der Mitose und der Meiose sicherstellen. Eine Störung der Kinetochorstruktur kann zu Fehlsegregation der Schwesterchromatiden und somit zu Aneuploidie in den Tochterzellen führen, die die Ursache einiger Krankheiten sein kann. Zu Beginn der Arbeiten lagen nur sehr lückenhafte Kenntnisse über die Komponenten von Metazoenkinetochoren vor. In den allen Kinetochoren zugrunde liegenden Zentromerbereichen der Chromosomen findet sich ein spezielles Histon H3 Homolog, das so genannte CenH3. Wir haben das Drosophila CenH3 Homolog CID verwendet, um weitere Kinetochorkomponenten und interagierende Proteine zu identifizieren. Mit Hilfe von genetischen Screens und Hefe 2-hybrid-Analysen konnten wir das Protein Cap-G als Interaktor identifizieren. Cap-G ist eine Komponente des Condensin-Komplexes und somit deuten unsere Ergebnisse auf einen Zusammenhang von Kinetochorstruktur und Chromosomenkondensation hin. Weiterhin wurde parallel zu einem unabhängigen genetischen Screen die bis dahin in Drosophila nicht beschriebene Kinetochorkomponente Cenp-C als Interaktor von CID identifiziert und charakterisiert. Zur Beantwortung der Frage, wann im Zellzyklus CID und Cenp-C in zentromere Bereiche eingebaut werden, haben wir die Dynamik von Fusionen mit fluoreszierenden Proteinen während der Entwicklung früher Embryonen analysiert. Beide Proteine werden erstaunlicherweise während der Anaphase in der späten Mitose in das Chromatin inkorporiert. Dieser Einbau ist abhängig von mitotischer Progression, aber unabhängig von DNA-Replikation und der Anheftung von Mikrotubuli des mitotischen Spindelapparates. Die EGFP-markierte CID-Variante war darüber hinaus bedeutend für eine Beschreibung der räumlichen Organisation des Drosophila-Kinetochors.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2005. Epithelial re-organization and dynamics of progression through mitosis in Drosophila separase complex mutants. J. Cell Sci. 118:733-742
Pandey, R., S. Heidmann, und C. F. Lehner
- 2005. Genetic interactions of separase regulatory subunits reveal the diverged Drosophila Cenp-C homolog. Genes Dev. 19:2041-2053
Heeger, S., O. Leismann, R. Schittenhelm, O. Schraidt, S. Heidmann, und C. F. Lehner
- 2005. The Drosophila melanogaster condensin subunit Cap-G interacts with the centromere-specific histone H3 variant CID. Chromosoma. 113: 350-361
Jäger, H., M. Rauch, und S. Heidmann
- 2007. Incorporation of Drosophila CID/CENP-A and CENP-C into centromeres during early embryonic anaphase. Curr. Biol. 17: 237-243
Schuh M., C. F. Lehner, und S. Heidmann
- 2007. Spatial organization of kinetochore proteins in native Drosophila chromosomes revealed at unprecedented resolution by fluorescent fusion protein imaging. Chromosoma 116:385-402
Schittenhelm, R., S. Heeger, F. Althoff, A. Walter, S. Heidmann, K. Mechtler, und C. F. Lehner
