Die Regulation des mitotischen Stressverhaltens von Zellen durch die hCDC14B-HIPK2-MeCP2 Kaskade.

• Antragsteller: Professor Dr. Elmar Schiebel
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 22423221

CDC14 ist eine konservierte Phosphatase die im Modellorganismus Hefe wichtig ist für den Austritt aus der Mitose in die G1 Phase. Im Menschen gibt es drei hCDC14 Paraolgue von denen nur hCDC14A und hCDC14B breit exprimiert werden. hCDC14A ist mit Centrosomen und dem Aktincytoskelett assoziiert und es ist zudem wichtig für die Längenkontrolle von Zilien. Im Gegensatz dazu ist hCDC14B mit dem Nucleolus in der Interphase verbunden und lokalisiert mit den Centrosomen und dem Chromatin in der Mitose. Vor kurzem identifizierten wir das Protein MeCP2 (Methyl CpG binding Protein 2) als hCDC14B Substrat. MeCP2 bindet an tri-methyliertes Histon H3 wo es in vielen Fällen als Transkriptionsrepressor wirkt. Die Analyse von menschlichen RPE1 Zellen mit einer genomischen Deletion von hCDC14B zeigte eine Anreicherung des Cyclin B1 Proteins (dadurch auch CDK1-Cyclin B1 Kinase). Wir konnten zeigen, daß diese Zunahmen an Cyclin B1 die Konsequenz hat, daß Zellen mit Störungen der mitotischen Spindel länger in der Mitose verbleiben im Vergleich zu hCDC14B Wildtypzellen. Unsere vorläufigen Daten sprechen dafür, daß die Cyclin B1 Menge antagonistisch durch die Aktivitäten von hCDC14B und der Kinase HIPK2 (Homeodomain Interacting Protein Kinase 2), die zusammen MeCP2S92 regulieren, kontrolliert wird. Phosphoryliertes MeCP2S92 bewirkt. wahrscheinlich über die verstärkte Translation durch einen noch unbekannten Mechanismus eine Anreicherung von Cyclin B1. Zahlreiche Daten unterstützen dieses Modell, das eine neuen Regulationsmechanismus vorschlägt, der den Durchtritt durch die Mitose reguliert und zudem das Verhalten der Zellen (Austritt in G1 ohne Chromosomentrennung oder mitotischer Zelltod) aufgrund von mitotischen Störungen bestimmt. Als Teil dieses Antrags werden wir dieses Model testen. Wir untersuchen wie die veränderte hCDC14B Mengen das Verhalten von mitotischen Zellen mit Störungen beeinflusst, wie hCDC14B die Cyclin B1 Menge kontrolliert und wie der Phosphorylierungsstatus von MeCP2 (bestimmt durch das hCDC14B und HIPK2) die Translation von Cyclin B1 kontrolliert. Im 2. Teil des Antrags konzentrieren wir uns auf die Regulation von HIPK2 wenn die Zellen Defekte bei der Spindelausbildung haben. Von besonderem Interesse sind HIPK2 Proteinmodifikationen, die Frage, ob der „spindle assembly checkpoint“ HIPK2 reguliert und wie HIPK2 unter mitotischen Defekten stabilisiert wird.Dieses Projekt wird uns also helfen zu verstehen, wie sich die Cyclin B1 Menge an mitotische Defekte angepasst und wie diese Anpassung die Zellen beeinflusst (Übergang in G1 ohne Chromosomentrennung oder Apoptose in der Mitose). Weil Zellen die aus der Mitose in die G1 Phase „rutschen“ tetraploid sind und damit eine Zwischenstufe der neoplastischen Transformation darstellen, wird dieser Antrag zum Verständnis beitragen, wie dieser Prozess funktioniert und wie er beeinflusst werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen