Die Rolle von HIM-19 in C. elegans Meiose

Die erfolgreiche Erkennung der homologen Chromosomen ist eine Voraussetzung für die darauffolgende Synapse und interhomologe Rekombination in der Meiose. Die Mechanismen, wie sich homologe Chromosomen erkennen und finden sind erst teilweise erforscht. Im genetischen Modellsystem Caenorhabditis elegans ist es von Vorteil, dass Chromosomenpaarung und Rekombination voneinander unabhängige Prozesse sind, welches dazu führt, dass sie gut studierbar sind. In einem vorangegangenen Mutagenesescreen haben wir eine Paarungsmutante, namens him-19 isoliert. In dieser Mutante ist die weibliche Meiose mehr betroffen als die männliche und mit zunehmendem Alter wird der Phenotyp starker. Bisher haben sich unsere Analysen auf die phenotypische Beschreibung und genetische Charakterisierung beschränkt, wodurch wir sagen konnten, dass him-19 eine Rolle im Prozess der Chromosomenpaarung spielen dürfte. Mit diesem Projekt wollen wir herausfinden, in welchem Schritt im genetischen Pfad der Chromosomenpaarung HIM-19 eine Rolle spielt. Im speziellen wollen wir das Protein Interaktionsnetzwerk, welches mit HIM-19 während der ersten meiotischen Prophase zusammenarbeitet verstehen lernen.

Meiose ist jene spezialisierte Zellteilung, welche zur Bildung von haploiden Keimzellen essentiell ist. Sie gleicht nicht nur die Verdopplung der Chromosomenanzahl nach der Befruchtung aus, sondern schafft auch genetische Diversität durch den reziproken Austausch von Abschnitten der väterlichen und mütterlichen Chromosomen. Defekte in der meiotischen Zellteilung führen zu Fehlern in der Verteilung der Chromosomen und sind daher die Hauptursache für Fehlgeburten und angeborene Defekte. Fortgeschrittenes Alter der Mutter korreliert mit einer Zunahme von Chromosomen Fehlverteilungen in Oozyten. Daher ist es sehr relevant, meiotische Prozesse zu studieren, die mit zunehmendem Alter schlechter werden.him-19 ist ein neues Gen, welches in einem genetischen Screen nach Mutanten in meiotischer Chromosomenverteilung isoliert wurde. him-19 trägt zu mehreren verschiedenen Prozessen der meiotische Prophase I bei. Mutierte him-19 Tiere zeigen reduzierte Chromosomenpaarung und anschließend verminderte Bivalentausbildung. Sie zeigen Defekte bei der Chromosomenenden Bewegung, Induktion der programmierten meiotischen DNA Doppelstrangbrüche und weiters ist die Ausbildung des synaptonemalen Komplexes gestört. Ultimativ führt all dies zu Chromosomenfehlverteilungen und reduzierter Lebensfähigkeit der Nachkommen. Die Beobachteten Defekte schlagen vor, dass HIM-19 ein früher meiotischer Regulator ist, vergleichbar dem chk-2 Gen. Besondern bemerkenswert ist, dass die Defekte mit zunehmenden Alter gravierender werden. Man könnte aus unseren Studien schließen, dass in him-19 Mutanten die sonst auch auftretenden Alterungsdefekte verschlimmert bzw. beschleunigt werden.Weitere Studien von him-19 könnten dazu beitragen, dass wir alterungsabhängige meiotische Defekte besser verstehen lernen.