Forscher der Universität Umeå in Schweden haben herausgefunden, dass die Art und Weise, wie sich ein spezieller Proteinkomplex namens Mediator entlang von Genen in der DNA bewegt, einen Einfluss darauf haben könnte, wie sich Zellen teilen. Die Entdeckung könnte für zukünftige Forschungen zur Behandlung bestimmter Krankheiten wichtig sein. Die Studie ist veröffentlicht in Nukleinsäureforschung.
„Wir haben tiefgreifende Erkenntnisse darüber gewonnen, wie die Zellteilung gesteuert wird, was wichtig ist, um die Ursachen verschiedener Krankheiten zu verstehen, die auf Fehler in der Zellteilung zurückzuführen sind, wie zum Beispiel verschiedene Tumorerkrankungen“, sagt Stefan Björklund, Professor an der Abteilung für Medizinische Biochemie und Biophysik an der Universität Umeå und Hauptautor der Studie.
In jeder Zelle gibt es eine Maschinerie namens Ribosom. Es nutzt DNA als Vorlage zur Herstellung von Proteinen, die für praktisch alle Prozesse in der Zelle notwendig sind. Zunächst müssen die Zellen jedoch durch einen Prozess namens Transkription eine Kopie der Anweisungen in Form von mRNA erstellen.
Das Forschungsteam der Universität Umeå hat herausgefunden, wie der Mediator, ein Proteinkomplex im Zellkern, an DNA binden und mit einem anderen Proteinkomplex, Lsm1-7, interagieren kann, um die Produktion von Proteinen zu regulieren, aus denen die Ribosomen bestehen.
Die Studie zeigt, dass sich die Zellteilung verlangsamt, wenn Zellen zu dicht wachsen. Wenn dies geschieht, wandert der Mediator zum Ende der Gene, wo er mit Lsm1-7 interagiert. Dies hat den doppelten Effekt, dass es einerseits das Ablesen der Gene verlangsamt und andererseits die Reifung der mRNA beeinträchtigt. Dies wiederum führt zu einer verminderten Produktion ribosomaler Proteine und damit zu einer langsameren Zellteilung.
Eine mögliche Richtung zukünftiger Forschung könnte darin bestehen, zu untersuchen, ob es möglich ist, die Position des Mediators zu kontrollieren, um beispielsweise bei Tumoren eine schnelle Zellteilung zu hemmen.
„Wir sind noch am Anfang der Forschung auf diesem Gebiet, daher sind weitere Studien erforderlich, bevor wir sagen können, dass dies ein gangbarer Weg ist, aber es ist eine aufregende Chance“, sagt Björklund.
Die Studie wurde an Hefezellen durchgeführt, die als gutes Modell für das Verständnis grundlegender Mechanismen dienen, die in komplexeren Systemen wie tierischen und pflanzlichen Zellen auf ähnliche Weise funktionieren.
Mehr Informationen:
Wael R Abdel-Fattah et al., Wachstumsregulierte Kobelegung von Mediator und Lsm3 an intronischen ribosomalen Proteingenen, Nukleinsäureforschung (2024). DOI: 10.1093/nar/gkae266