Anleitung zur Zellteilung

Mitotische Zellteilung ist ein essentieller zellulärer Prozess, der die gleichmäßige Verteilung des Zellinhalts einer Elternzelle auf zwei Tochterzellen sichert. In pflanzlichen Zellen, die von einer starren Zellwand umgeben sind und deren Positionen dadurch im Gewebe fixiert sind, beginnt die Bildung der Teilungswand im Zentrum der Zelle und setzt sich seitlich fort. Die Teilungsebene, in der die neue Querwand in die Parentalwand eingefügt wird, ist bereits vor Beginn der Zellteilung festgelegt. In weiterer Folge wird die Position der Teilungsebene von der Zelle mittels spezieller Kinesin-Motorproteinen, kurz POK, in Form eines Ringes markiert.

Dieser Proteinring verbleibt für die Dauer der Zellteilung an der Plasmamembran und leitet fortan den Einbau der entstehenden Querwand an der richtigen Position. Fehlen die POK-Motorproteine in Pflanzenzellen, kommt es zu einer unkontrollierten Teilung, die bei den betroffenen Pflanzen zu schwerwiegenden Entwicklungsstörungen führt, die vom Absterben der Embryonen und Keimlinge bis hin zu Kleinwuchs und Ernteverlusten reichen. Wie die Pflanzenzelle den POK-Ring während der Zellteilung anlegt, war bisher unbekannt.

Die Forschungsgruppe von Prof. Sabine Müller hat diese Frage nun mittels molekularbiologischer Methoden und Lebend-Zell-Mikroskopie teilweise beantwortet. Sie identifizierte die Region des POK-Motorproteins, die für dessen Anheftung an der Teilungsstelle verantwortlich ist und klärte, wie diese Anheftung erfolgte. Es zeigte sich, dass für die präzise Positionierung des POK-Motorproteins eine atypische Bindestelle für Mikrotubuli (essentielle fadenförmige Strukturen der Zellteilung) erforderlich ist und dass die Anheftung an der Plasmamembran über elektrostatische Bindungen mit Phospholipiden erfolgt. „Wie genau die Kommunikation zwischen dem Ring und der entstehenden Zellwand erfolgt, wird in künftigen Studien erforscht“, erklärt Sabine Müller.

Kinesin-12 POK2 polarization is a prerequisite for a fully functional division site and aids cell plate positioning

DOI:10.1038/s41467-025-58852-w

Kontakt:

Kategorie: Allgemein, Forschungsmeldungen, Lehre Schlagworte: startseite1