Functional Analysis of Mars (CG17064) in Drosophila Development

Abstract

Die Bildung der mitotischen Spindel wird über das Mikrotubuli organisierende Zentrum (mtoc = microtubule organizing center) der Centrosomen, sowie über Effekte der chromatin-assoziierten Ran-GTP Aktivität gesteuert. In dieser Arbeit konnten wir zeigen das Mars, ein Drosophila Protein mit Sequenzähnlichkeit zu dem Vertebraten HURP (= hepatoma upregulated protein), für die Aufrechterhaltung und Integrität der mitotischen Spindeln benötigt wird. Über 90 Prozent der Embryonen, welche von weiblichen Mars Mutanten abstammen, entwickeln sich aufgrund von schwerwiegenden mitotischen Defekten während der schnellen Kernteilungen in der frühen Embryogenese nicht richtig. Die Centrosomen trennen sich häufig von den Spindeln und formen sternenförmige Mikrotubuli in ektopischen Positionen. Die mitotischen Spindeln, welchen die Centrosomen fehlen, entwickeln sich zu rosetten-förmigen monopolaren Spindeln. Übereinstimmend zu der Funktion in der Spindelorganisation konnten wir zeigen, dass Mars am Nukleus während der Interphase lokalisiert und mit der mitotischen Spindel in der Metaphase assoziiert ist, sowie mit den kinetochoren Fasern während der Anaphase. Eine Analyse von verkürztem Mars Protein deutet daraufhin, dass die N-terminalen 210 Aminosäuren für die Spindellokalisierung essentiell sind. Die C-terminale Region des Proteins ist wahrscheinlich für den Ausschluss von der zentralen Spindel während der Ana- und Telophase nötig. Weiterhin konnten wir zeigen, dass Mars während des Zellzyklus hyperphosphoryliert wird. Dies spielt möglicherweise eine wichtige Rolle in der Translokalisierung und Funktion des Mars Proteins. Wir vermuten, dass Mars essentiell für die Spindelorganisation und Verknüpfung der Centrosomen mit der Spindel während der schnellen mitotischen Kernteilungen in der frühen Embryogenese ist.