Discovery kann dazu führen, dass Einblicke in Krebs, Geburtsfehler, Fruchtbarkeit und neurologischen Störungen.
Eine Zellstruktur entdeckt vor 125 Jahren entlassen und von vielen Biologen als "zelluläre Müll" wurde festgestellt, spielen eine wichtige Rolle im Prozess der Cytokinese, oder Zellteilung, eine der ältesten und wichtig für alle biologischen Phänomene.
Die Entdeckung der Funktion der Dutzende von Proteinen harbored innerhalb dieser Struktur -, die notwendig sind für die normale Zellteilung - von einem Team von Wissenschaftlern unter Leitung einer von der Universität Wisconsin-Madison Genetiker wurde bekannt gegeben, in der heutigen Ausgabe der Zeitschrift Science.
Die Entdeckung verspricht ein besseres Verständnis der Rolle der Zellteilung in das Wachstum und die Entwicklung aller Organismen und, kritisch, eine anomale Zellteilung, bei der die wichtigsten Proteine nicht. Diese Fehler können dazu führen, dass Unfruchtbarkeit, Geburtsfehler, Krebs und neurologische Probleme wie die Huntington-und Alzheimer-Erkrankungen.
"Beim Wechseln von einer Zelle auf zwei oder Cytokinese, ist eine der grundlegenden von zellulären Ereignissen," aus zu einer Zeit, als das Leben entwickelte sich aus Einzel-Organismen, erklärt Ahna Skop, ein Assistent Professor für Genetik mit der UW-Madison College der Agrar-und Life Sciences. "Es gilt für alle Arten und Organismen, und es ist von grundlegender Bedeutung für das Wachstum und die Entwicklung allen Lebens auf diesem Planeten."
Doch genau so, wie Zellteilung ist der Schlüssel zum Leben, Misserfolge in den Prozess kann dazu führen, dass bestimmte Krankheiten, sagt Skop.
"Mehrere Krankheiten werden durch Zellen, die nicht korrekt teilen, oder teilen außer Kontrolle, wie in der Krebstherapie", sagt sie. "Darüber hinaus, Proteine, die Arbeit während der Zellteilung Mai auch in den Neuronen in unserem Gehirn oder während der Wundheilung, zum Beispiel. So verstehen, wie Zellteilung Werke können uns helfen zu verstehen, wie viele andere spezifische Arten von Zellen funktionieren."
Mit einem neuen Verständnis von Proteinen beeinflussen, die Zellteilung, medizinische Forscher können möglicherweise zur Entwicklung neuer Medikamente zu verhindern, dass Krebs und Geburtsfehler, Fruchtbarkeit und Behandlung von neurologischen Erkrankungen, oder aide in der Wundheilung, zum Beispiel.
Während des Zellzyklus, die genetische Information der Zelle enthält kopiert und getrennt in zwei neue Zellen. Während des normalen Teilung, die äußere Membran der Zelle in drückt, bilden zwei getrennte Zellen. Obwohl eine sehr einfache Veranstaltung, die Wissenschaftler noch nicht vollständig verstanden, die Mechanismen oder die Proteine identifiziert, die in Trennung der zwei neu gebildeten Zellen, sagt Skop.
Als Doktorand an UW-Madison in John White's Labor, Skop wurde Interesse an einer kurzlebigen zellulären Funktion namens der Mittelschiffs, die Formen kurz - dauerhaft nur eine Minute in den Zellen einiger Arten - bei der Zellteilung.
"Es wurde über 125 Jahren von Walther Flemming, aber noch nicht untersucht worden oder viel Aufmerksamkeit zu, da", erklärt sie. "Die meisten Leute dachten, es war zellulären Müll."
Allerdings, Skop Verdacht, dass die Mittelschiffs war mehr als ein altes Relikt ohne nützliche Funktion. Sie und Kollegen verwendeten Methoden entwickelt in den 1980er Jahren von Ryoko Kuriyama, dann ein UW-Madison Postdoktoranden und Forscher nun an der Universität von Minnesota, und Michael Mullins, jetzt an der Katholischen Universität, zu isolieren midbodies von Hamster Eierstock-Zellen. Sie dann analysiert und identifiziert mehr als 500 Proteine in der midbodies.
"Proteine sind die Bausteine der Zelle", sagt Skop. "Da die Zelle teilt und eine neue Membran-Formen, die Proteine, die während dieser Zeit in der Zelle Zyklus wäre entscheidende Elemente für das Verständnis, wie der Prozess funktioniert."
Der nächste Schritt war die Inaktivierung jedes Protein in einem sich entwickelnden Embryo. Falls ein Fehler aufgetreten ist, es würde bedeuten, dass das Protein inaktiviert ist eine wesentliche Voraussetzung für eine normale Entwicklung.
"Wir verwendeten Nematoden, die kleine Spulwürmer, die billiger und schneller zu benutzen als Säugerzellen, zu beurteilen, Gen-Funktion," Skop sagt. "Alle, aber zwei der Proteine aus den Zellen von Säugetieren wurden homologe in der Nematoden, die uns erlaubt, um diese Tcl / Tk organismal Ansatz. Die Tatsache, dass der Prozess ist hoch konserviert in zwei sehr unterschiedliche Arten zeigt, wie alte und konserviert den Prozess der Zelle Teilung ist. "
Das Team analysiert 160 wichtigsten Proteine - einschließlich der 103 bisher nicht bekannt Funktion in der Zellteilung - und festgestellt, dass 58 Prozent verursacht Cytokinese Mängel, wenn sie inaktiviert.
"Die Probleme reichten von Zellen, wenn Chromosomen nicht zu trennen normalerweise, so dass zusätzliche DNA in einem der neuen Zellen, wie es in Down-Syndrom, zum Beispiel, zu Zellen, in denen die Aufteilung der Membran würde beginnen, Form und normalerweise würde plötzlich zurückziehen, bevor die Zellen trennen könnten, "Skop sagt. "Viele der Proteine verursacht eine Vielzahl von Zellteilung und-Division von Mängeln."
Skop, der hat auch einen Termin mit der UW-Madison Medical School, die einige dieser Arbeiten als Postdoc-Forscher an der University of California, Berkeley. Ihre Co-Autoren auf dem Papier sind Hongbin Liu und John Yates von der Scripps Research Institute, Rebecca Heald aus UC Berkeley, und Barbara Meyer von der UC Berkeley und dem Howard Hughes Medical Institute.
Die National Institutes of Health und dem Staat Wisconsin finanziert Skop die Arbeit.
Kontakt: Ahna Skop
skop@wisc.edu
608-262-1593
University of Wisconsin-Madison
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