Neuer Regulator entdecktEin COMET in der Meiose

27. August 2020, von Maria Latos

Foto: UHH/MIN/Nicolai

Prof. Dr. Arp Schnittger vor einem Kulturschrank mit Exemplaren der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand).

Ein Team des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg hat einen wichtigen Regulator der Meiose in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) identifiziert. Dieser kontrolliert die Bildung der Chromosomenachse und sichert damit die korrekte Aufteilung des Genoms. Es ist sehr wahrscheinlich, dass der gleiche Mechanismus auch in der Meiose von Menschen agiert. Die Ergebnisse wurden im Journal Current Biology publiziert.

Die Meiose, auch Reifeteilung genannt, ist ein wichtiges Ereigniss bei der geschlechtlichen Fortpflanzung. Sie gewährleistet, dass in den Tochterzellen nur die Hälfte des DNA-Satzes der Vorläuferzelle enthalten ist und sichert damit die Stabilität des Genoms über Generationen hinweg. Ein Schlüsselereignis während der Meiose ist der Austausch von DNA-Abschnitten der Chromosomen, ein Prozess, der als homologe Rekombination bezeichnet wird, und einen wichtigen Beitrag zur genetischen Vielfalt leistet.

Die erfolgreiche homologe Rekombination hängt unter anderem von der Bildung der sogenannten Chromosomenachse ab, die als Stützgerüst für Proteinkomplexe während der Rekombination dient. Bei der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) spielt dabei das HORMA-Domänenprotein (HORMAD) ASY1, was den HORMA-Proteinen im Menschen entspricht, eine wichtige Rolle. Besonders wichtig für die Funktion dieser HORMA-Proteine ist deren dynamische Lokalisierung während der Meiose, die aber bisher noch wenig verstanden ist.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Entwicklungsbiologen Prof. Dr. Arp Schnittger von der Universität Hamburg haben nun das Protein COMET als einen zentralen Regulator der ASY1-Dynamik in der Meiose identifiziert. „Wir konnten nachweisen, dass COMET als Adapter für ASY1 bei der Bildung der Chromosomenachse dient“, sagt Prof. Schnittger. „Später fördert COMET dann die Freisetzung von ASY1 aus den Chromosomenachsen, was wichtig ist für die weiteren Schritte der Rekombination.“

Die in der Studie nachgewiesene Funktion von COMET ähnelt der Regulation von anderen, bereits bekannten, HORMA-Domänenproteinen in anderen biologischen Prozessen außerhalb der Meiose. Es handelt sich dabei also um regulatorisches Module, das in verschiedenen biologischen Kontexten eingesetzt werden.