Biochemische Einblicke in die Zellteilung
Die Zellteilung ist ein wesentlicher biologischer Prozess, in dem viele Regulatoren zusammenarbeiten. Im letzten Schritt (Zytokinese) werden die Zellkomponenten gleichmäßig zwischen den Tochterzellen aufgeteilt und nach deren Separation die Membranhüllen geschlossen. Beide Prozesse sind von wichtigen Membrankomponenten und Eigenschaften abhängig, wobei der Membrantransport offenbar die kortikale Spannung bei der physikalischen Trennung der Zellen verringert. Zum genauen Mechanismus dieses Membranumbaus ist jedoch wenig bekannt. Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts CHEMMEM (A chemical approach to understanding the role of membranes and membrane transport in cell division) war die Rolle von Membranlipiden bei der Zellteilung. Mittels Massenspektrometrie wurden in den sich teilenden Zellen Veränderungen am Lipidom analysiert, was zeigte, dass nur Lipide mit spezifischen Seitenketten am Teilungsort akkumuliert werden. Mit dem Rasterkraftmikroskop wurden die mechanischen Eigenschaften von Lipiden in sich teilenden Zellen analysiert und die Enzyme der Lipidbiosynthese identifiziert. Funktionelle Analysen ergaben, dass Membranlipiden bei der Zellteilung strukturelle Funktionen zukommen und sie auch an der Signalübertragung beteiligt sind. Der Transport von Lipiden und Proteinen im Teilungsprozess erfolgt durch Membrantransport. Eine spannende Entdeckung war, dass der G-Protein-gekoppelte Dopaminrezeptor D3 die endozytische Sortierung reguliert und das Medikament Prazosin die endozytische Sortierung und Zytokinese hemmt. Obwohl der genaue Mechanismus noch geklärt werden muss, verdeutlicht dies die komplexen Prozesse bei der Zellteilung. Insgesamt liefern die Ergebnisse von CHEMMEM neue Erkenntnisse zur Zellteilung und zeigen eine neue Rolle für Membranlipide auf, sodass nun genauer erforscht werden kann, wie bei Krankheiten wie Krebs die Zellteilung gestört ist und wie neue Interventionen entwickeln können.
Schlüsselbegriffe
Zellteilung, Zytokinese, Membran, Lipid, Biosyntheseenzym, Membrantransport, Dopaminrezeptor, Prazosin
