The Mechanism of Centromere and Kinoetochore Assembly in Higher Eukaryotes

• Applicant: Professorin Dr. Annika Guse
• Subject Area: Cell Biology
• Term: from 2009 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 126934481

Während der Zellteilung werden die replizierten Chromosomen gleichmäßig auf die beiden Tochterzel-len aufgeteilt. Die fehlerfreie Segregation der Chromosomen ist essentiell für die Entwicklung von Organismen und Reproduktion. Ungleichmäßige Verteilung der Chromosomen führt zu Aneuploidie, ein Charakteristikum verschiedener Krebserkrankungen. Die mitotische Spindel fungiert als Segrega-tions-Maschinerie der Chromosomen, wobei jedes mitotische Chromosom mittels einer Mikrotubuli- Bindungsstelle, dem so genannten Kinetochor, an die mitotische Spindel angeheftet wird. Das Kine-tochor wird in jeder Mitose neu aufgebaut und als Basis dafür dient eine spezifische Chromatin-Region, das sogenannte Centromer. Die Fehlfunktion von Centromer und Kinetochor führt zu unge-nauen Anheftung der Chromosomen an die mitotische Spindel und damit zu Missegregation. Die mo-lekularen Mechanismen, die für den Aufbau des Kinetochors und Centromers verantwortlich sind, sind kaum verstanden. Ich werde einen neuen biochemischen Essay entwickeln, um den Aufbauprozess des Centromers und Kinetochors durch in vitro Rekonstitution auf molekularer Ebene in Xenopus leavis Ei-Extrakt und humanem Zellextrakt zu untersuchen. Dabei werde ich die Proteinkompositionen und die biochemischen und funktionalen Aktivitäten der in vitro assemblierten Centromere und Kine-tochore analysieren und die spezifische Rolle der DNA Sequenz im Assemblierungs-Prozess untersu-chen. Weiterhin möchte ich die rekonstituierten Proteinkompositionen quantitativ untersuchen, um Rückschlüsse auf die Protein-Stöchiometrie und damit auf Architektur der Protein-Komplexe zu ma-chen. Dieses Projekt wird sowohl fundamentale Fragen des Assemblierungs-Prozesses von eukaryo-tischen Kinetochoren beantworten, so wie ein neuen biochemischen Essay mit grossem Potential für die weitere Forschung in diesem Feld etablieren.

• DFG Programme: Research Fellowships
• International Connection: USA
• Host: Aaron F. Straight