Function of telomeres in yeast

Es gibt Evidenzen, daß die Enden der Chromosomen (Telomere) beim Alterungsprozeß von Zellen und bei der Entstehung von Krebs einigen Veränderungen unterworfen sind. Ein Merkmal der Telomere ist, daß ihre Länge mit zunehmendem Alter in höheren Zellen wie z.B. in Humanzellen abnimmt, während man bei Tumorzellen aber auch bei Keimzellen beobachtet, daß diese Verkürzung der Telomere nicht stattfindet. Eine Deletion des Telomerbereichs kann zur Folge haben, daß das davon betroffene Chromosom verloren geht. Das Enzym, das für die Bildung der Telomere verantwortlich zu sein scheint, heißt Telomerase. Bei einigen Krebsarten konnte man nachweisen, daß signifikante Mengen (Enzymaktivitäten) der Telomerase vorhanden sind, während in vielen normal wachsenden (somatischen) Zelltypen Aktivität dieses Enzyms nicht detektierbar ist. Daß die Regulation der Telomerlänge nicht nur von dieser Telomerase abhängig sein dürfte, haben kürzlich erbrachte Ergebnisse gezeigt, daß es nämlich auch somatische Zelltypen gibt, in denen trotz des Vorhandenseins von Telomeraseaktivität die Telomerlänge mit zunehmendem Alter der Zellen abnimmt. Dies läßt darauf schließen, daß die Einstellung der Telomerlänge einer komplexen Steuerung unterworfen ist und wesentlich mehr Komponenten als nur die Telomerase daran beteiligt sein dürften. Nachdem die Erforschung der Telomerfunktion und der daran beteiligten Komponenten in höheren Zellen eher schwierig zu gestalten ist, bietet der Einzeller Hefe wesentliche Erleichterungen an Auffinden der Funktion von Genen. Viele biologische Prozesse laufen in Hefe und in höheren Zellen nämlich nach ähnlichen Mustern ab. Im beantragten Projekt soll das Hefeprotein Pif1p untersucht werden, das die Eigenschaften und Funktion der Telomere beeinflußt. Bisher konnte man im Labor von Prof. Dr. Zakian herausfinden, daß in einer Bäckerhefemutante, in der das Protein Pif1p fehlte, die Telomerlänge zunimmt und die Geschwindigkeit der Telomeraddition im Vergleich zum Wildtyp wesentlich erhöht ist (Schulz and Zakian 1994 Cell 76: 145-155). Man zieht aus diesen Daten den Schluß, daß das unveränderte Protein Pif1p die Telomerverlängerung hemmt. Im speziellen soll ich einerseits ermitteln, wie diese Hemmung der Telomerelongation mechanistisch abläuft, andererseits sollen Hefeproteine identifiziert werden, die mit Pif1p direkt oder indirekt in Wechselwirkung stehen. Mit diesen Screeningmethoden nach Interaktionspartnern von Pif1p ist es unter anderem geplant, Teile des Telomeraseenzyms, dessen Aktivität auch in Hefe nachgewiesen werden konnte, zu erhalten. Die Analyse dieser Gene würde es erlauben, genauere Aussagen über die Telomerbiogenese zu erhalten.