Die Rolle der Kernporen für die Regulation der Genexpression

Kernporen sind riesige makromolekulare Strukturen in der Kernhülle, die den Transport von Molekülen zwischen dem Zellkern und Zytoplasma vermitteln. Die letzten Jahre haben gezeigt, dass Kernporen nicht nur Transportkanäle darstellen, sondern zahlreiche andere Prozesse im Zellkern beeinflussen. Die Genexpression in Eukaryonten benötigt zahlreiche Proteinmaschinerien, die aufeinanderfolgende Schritte in der Genexpression ausführen. Dazu gehören Transkription, mRNA Prozessierung und Export der mRNA in Zytoplasma. Die Kernporenkomplexe koordinieren diese Schritte indem sie direkt an aktivierte Gene binden und die Genexpressionsmaschine an der Kernhülle verankern. Für diese Interaktion sind spzialisierte Adaptorprotein notwendig, die eine Verbindung zwischen Gen und Kernpore herstellen. Wir untersuchen diese Prozesse, um herauszufinden wie Kernporen die globale Architektur und Funktion des Genoms regulieren.

Der Zellkern kann mit einer befestigten Stadt verglichen werden, in der Lipid-Membranen die Verteidigungsmauern bilden und Kernporenkomplexe den Transport von Gütern in die Stadt vermitteln. In Analogie zu einem Stadttor sind Kernporen nicht nur für den Gütertransport zuständig, sondern erlauben Kommunikation und Handel auf der molekularen Ebene. In diesem Projekt haben wir einen Mechanismus entdeckt, mit dem Kernporen mit der Erbinformation Kontakt aufnehmen und das Ablesen der DNA beeinflussen. Darüber hinaus haben wir herausgefunden, wie das Verpackungsmaterial der DNA, das Chromatin, durch Ubiquitin modifiziert wird, um das Ablesen der Erbinformation zu regulieren. Wir haben außerdem eine neue Funktion der Kernporen entdeckt, da wir zeigen konnten das eine bestimmter Teil der Kernpore, die Korbstruktur, für die Integrität der Kernmembran und die Assemblierung der Kernporen als Ganzes wichtig ist. Diese Ergebnisse beleuchten wichtige Aspekte der Biologie des Zellkerns und haben Relevanz für das Verständnis gesunder und kranker Zellen.