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Mechanismus entdeckt, der Zellkerne zum Wachsen bringt

Robert Grosse/Ulrike

Zwei Zellkerne nach der Teilung: Oben werden mit Hilfe des Proteins Alpha-Actinin 4 (ACTN4) im Kern Aktinfasern gebündelt. Unten ist ACTN4 gehemmt oder es fehlt gänzlich.

24.09.2020: Es ist der wohl wichtigste Prozess in der Zellentwicklung: Um sich zu vermehren, teilen sich Zellen und vergrößern sich anschließend. Ein Forschungsteam um den Freiburger Mediziner Prof. Dr. Robert Grosse hat nun herausgefunden, dass gebündelte Aktinfasern im Inneren eines Zellkerns eine wichtige Rolle dabei spielen, wie sich dieser nach der Teilung vergrößert.

Fasern des Strukturproteins Aktin stabilisieren die äußere Zellform und transportieren Stoffe innerhalb einer Zelle. Die Mechanismen, die das Wachstum des Zellkerns nach der Teilung beeinflussen, waren in der Wissenschaft bislang kaum verstanden.

Zellkerne müssen nach der Teilung wachsen, um die genetische Information im Chromatin – dem genetischen Grundmaterial – neu zu organisieren, zu entpacken und somit zu verarbeiten sowie abzulesen. Mit ihrer Arbeit zeigen die Wissenschaftler, dass gebündelte Aktinfasern – normalerweise für die Kraftausübung verantwortlich – im Kerninneren wirken, um den Zellkern auszudehnen. Mithilfe eines Video-Mikroskops haben die Forscher an lebenden Zellen gemessen, wie sich Zellkerne unmittelbar nach der Teilung vergrößern. Um die Aktinfasern und Skelettstrukturen im Zellkern zu betrachten, haben sie zudem ein hochauflösendes Super-Resolution-Mikroskop verwendet.

In Zukunft wollen Grosse und sein Team klären, ob mechanische Kräfte im Inneren des Zellkerns wirken, um diesen neu zu organisieren und die genetische Information zu ordnen. Ein solcher Prozess könnte beispielsweise bei Tumorzellen gestört oder verändert sein oder bei Stammzellen eine Rolle spielen.

Originalveröffentlichung:
Krippner, S., Winkelmeier, J., Knerr, J., Brandt, D. T., Virant, D., Schwan, C., Endesfelder, U. & Grosse, R.; "Post-mitotic expansion of cell nuclei requires nuclear actin filament bundling by a-actinin 4"; In EMBO reports; 2020

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