Analyse der Meiose unter Verwendung von "shokat" Mutanten

Die Meiose ist eine besondere Form des Zellzyklus, in der haploide Keimzellen durch zwei aufeinanderfolgende Teilungen entstehen. Dies ist die Voraussetzung für die sexuelle Fortpflanzung diploider Organismen. Eine besonders wichtige Rolle in der Regulation der Meiose spielt die Phosphorylierung von Proteinen. Es ist uns bereits gelungen "conditional alleles" aller Kinasen in S. pombe herzustellen, die für das Zellwachstum essentiell sind. In diesem Projekt möchten wir jene Kinasen identifizieren, die für eine korrekte Aufteilung der Chromosomen während der Meiose erforderlich sind. Schließlich möchten wir genau festlegen welche Prozesse in diesen Mutanten fehlerhaft sind und die molekularen Mechanismen, durch die diese Kinasen die Chromosomenaufteilung regulieren, aufklären. Unsere Ergebnisse sollen dazu führen den elementaren und auch faszinierenden Prozess der Meiose besser zu verstehen da eine fehlerhafte Aufteilung der Chromosomen während der Meiose beträchtliche Auswirkung auf Fruchtbarkeit und die menschliche Gesundheit hat. Durch eine inkorrekte Aufteilung der Chromosomen entstehen Zellen mit abweichenden Chromosomenzahlen (aneuploide Zellen). Diese Zellen sind die Hauptursache für Fehlgeburten und genetische Störungen wie das Down Syndrom. Es wäre daher enorm wichtig die Ursache von Fehlern in der Chromosomenaufteilung und somit den Ursprung menschlicher Aneuploidie genau zu verstehen.

Die zwei Hauptziele dieses Projekts waren 1) die Proteinkinasen, die für eine richtige Chromosomensegregation während der Meiose gebraucht werden, zu identifizieren und zu charakterisieren, mit einer Fokussierung auf conditional analog-sensitive Allele von Proteinkinasen, die für das Zellenwachstum essentiell sind und 2) das analog-sensitive Allel der Pat1 Kinase als verbessertes Werkzeug, um meiotische Kulturen mit einem hohen Grad an Synchronität zu generieren, zu entwickeln.Wir haben entdeckt, dass das Nak1-Sog2 Kinasenkomplex mit dem Casein Kinase 2 Komplex (Cka1, Ckb1 und Ckb2) interagiert. Durch live-cell imaging haben wir beobachtet, dass eine Hemmung der Ksg1 Kinase zu einem Bruch der Meiose I spindle führt. Wir haben gezeigt, dass die Casein Kinasen Hhp1 and Hhp2 die meiotische Rekombination regulieren, indem sie Rec11 phosphorylieren. Wir haben einen Protokoll für die synchronisierte Meiose von Spalthefe entwickelt, wobei wir eine ATP analog-sensitive Pat1 Proteinkinase verwendet haben. Wichtig ist, dass dieses Protokoll die negative Effekte von erhöhter Temperatur eliminiert, welche benötigt wird, um den häufig verwendeten temperaturempfindlichen Pat1 Kinase Mutanten zu inaktivieren. Zusätzlich zu den oben angeführten Zielen sind wir zu einigen anderen wichtigen Erkentnissen gekommen, zum Beispiel haben wir die Rolle des Dbl2 Proteins in der DNA Schadensreparatur entschlüsselt.Wir haben unsere Resultate auf internationalen Konferenzen präsentiert und in renommierten wissenschaftlichen Zeitschriften wie zum Beispiel PLoS Genetics veröffentlicht. Wir glauben, dass wir einen wichtigen Beitrag für den Feld der Chromosomenbiologie geleistet haben und dass unsere Studien andere Wissenschaftler aus unterschiedlichen Bereichen inspirieren werden.