Analyse der Regulation von Separase in Maus

Separase ist ein Eiweiß-spaltendes Enzym (eine Protease), deren Aktivierung die Verteilung der Chromosomen in der Mitose auslöst. Jedes Chromosom enthält zwei identische DNA-Moleküle, die in den beiden Hälften des Chromosoms, den Schwesterchromatiden, verpackt sind. Während der DNA-Verdoppelung in der Synthese-Phase des Zellzyklus werden die beiden Schwesterchromatiden durch spezielle Proteinkomplexe (Eiweißstoffe) verbunden, die als Kohesine bezeichnet werden. Damit die sich bildenden Tochterzellen jeweils einen identischen Chromosomensatz erhalten, darf Separase erst dann aktiviert werden, wenn alle Chromosomen mit beiden Polen der Spindel verbunden worden sind. Wie Separase bis zu diesem Zeitpunkt daran gehindert wird, Kohesin zu spalten, ist nur unvollständig verstanden. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, daß Separase sowohl durch Bindung an ein anderes Protein, das Securin genannt wird, als auch durch das Verknüpfen mit einer Phosphatgruppe (Phosphorylierung) gehemmt werden kann. Daß die Bindung an Securin ein wichtiger Regulationsmechanismus für Separase ist, ist bereits gezeigt worden, aber es ist unklar, ob die Regulation durch Phosphorylierung in lebenden Zellen von Bedeutung ist. Es ist ebenfalls beobachtet worden, daß Separase in der Anaphase nicht nur Kohesin sondern auch sich selbst spaltet, aber es ist unbekannt, in welcher Weise diese Selbstspaltung das Verhalten von Separase beeinflusst. Ziel dieses Projektes ist es, die Regulation von Separase in lebenden Säugetierzellen zu untersuchen. Im Speziellen sollen die Funktionen von Separase-Phosphorylierung und -Selbspaltung untersucht werden. Dazu werden molekular veränderte Formen der Separase hergestellt werden, die entweder nicht phosphorylierbar oder nicht spaltbar sind. In Zellen der Maus werden dann die normalen Separase-Gene durch die veränderten Separase-Gene ersetzt werden, so daß Zellen entstehen, die nur die entsprechend veränderten Formen der Separase herstellen können. Es wird dann untersucht werden, ob diese Zellen sich nach wie vor normal teilen können, insbesondere ob die Trennung der Schwesterchromatiden in der Anaphase normal erfolgen kann.

Separase ist ein Eiweiß-spaltendes Enzym (eine Protease), deren Aktivierung die Verteilung der Chromosomen in der Mitose auslöst. Jedes Chromosom enthält zwei identische DNA-Moleküle, die in den beiden Hälften des Chromosoms, den Schwesterchromatiden, verpackt sind. Während der DNA-Verdoppelung in der Synthese-Phase des Zellzyklus werden die beiden Schwesterchromatiden durch spezielle Proteinkomplexe (Eiweißstoffe) verbunden, die als Kohesine bezeichnet werden. Damit die sich bildenden Tochterzellen jeweils einen identischen Chromosomensatz erhalten, darf Separase erst dann aktiviert werden, wenn alle Chromosomen mit beiden Polen der Spindel verbunden worden sind. Wie Separase bis zu diesem Zeitpunkt daran gehindert wird, Kohesin zu spalten, ist nur unvollständig verstanden. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, daß Separase sowohl durch Bindung an ein anderes Protein, das Securin genannt wird, als auch durch das Verknüpfen mit einer Phosphatgruppe (Phosphorylierung) gehemmt werden kann. Daß die Bindung an Securin ein wichtiger Regulationsmechanismus für Separase ist, ist bereits gezeigt worden, aber es ist unklar, ob die Regulation durch Phosphorylierung in lebenden Zellen von Bedeutung ist. Es ist ebenfalls beobachtet worden, daß Separase in der Anaphase nicht nur Kohesin sondern auch sich selbst spaltet, aber es ist unbekannt, in welcher Weise diese Selbstspaltung das Verhalten von Separase beeinflusst. Ziel dieses Projektes ist es, die Regulation von Separase in lebenden Säugetierzellen zu untersuchen. Im Speziellen sollen die Funktionen von Separase-Phosphorylierung und -Selbspaltung untersucht werden. Dazu werden molekular veränderte Formen der Separase hergestellt werden, die entweder nicht phosphorylierbar oder nicht spaltbar sind. In Zellen der Maus werden dann die normalen Separase- Gene durch die veränderten Separase-Gene ersetzt werden, so daß Zellen entstehen, die nur die entsprechend veränderten Formen der Separase herstellen können. Es wird dann untersucht werden, ob diese Zellen sich nach wie vor normal teilen können, insbesondere ob die Trennung der Schwesterchromatiden in der Anaphase normal erfolgen kann.