Cellular and Biochemical Analysis of an Outer Dense Fiber Protein 2 (Odf2) Variant and the Endogenous Odf2 / Cenexin in Functional Approaches

Abstract

Der Zellzyklus somatischer Zellen ist ein komplexer Mechanismus zur Weitergabe des genetischen Materials, in dem das Centrosom und das Zytoskelett der Zellen zentrale Funktionen übernehmen. Er steuert die Duplikation des genetischen Materials und die anschließende Teilung der Zellen. Fehler, die während der Zyto und Karyokinese auftreten, wie beispielsweise die Ausbildung multipolarer Spindeln, resultieren nicht selten in fehlerhafter Chromosomensegregation, Aneuploidien und unkontrolliertem Zellwachstum. Die Ausbildung mono- oder multipolarer Spindeln ist häufig assoziiert mit Deregulationen der Centrosomenduplikation (Badano et al., 2005; Marx, 2001; Nigg, 2002; Wang et al., 2004b). Das Centrosom wird in tierischen Zellen von zwei orthogonal zueinander angeordneten Centriolen gebildet. Beide Centriolen sind über ein Proteinnetzwerk, der pericentriolären Matrix, miteinander assoziiert. Sie unterscheiden sich aufgrund ihrer centriolären Substrukturen und ihrer Proteinausstattung und lassen sich anhand dieser als Mutter und Tochtercentriol charakterisieren (Bornens et al., 1987). Das Outer dense fiber protein 2 (Odf2) wurde hauptsächlich assoziiert mit den distalen und subdistalen Anhängen des Muttercentriols, sowie der fibrillären Struktur der pericentriolären Matrix beschrieben (Nakagawa et al., 2001). Odf2 scheint ein wichtiges, wenn nicht notwendiges, Protein zu sein, das in den Zellzyklus, der korrekten Centrosomenreifung (Lange and Gull, 1995), der Mikrotubulinukleation und letztendlich auch in der fehlerfreien Chromosomensegregation involviert zu sein scheint (Soung et al., 2006). Diese Arbeit dokumentiert die Identifikation von somatischen Splicevarianten von Odf2 und zeigt, dass Odf2- und Cenexintranskripte differentielle Splicevarianten eines Gens sind (Huber and Hoyer-Fender, 2007). Es wurde gezeigt, dass der N-terminale Bereich sowohl für die centrosomale Lokalisation des Proteins als auch für dessen Assoziation mit dem Basalkörper primärer Cilien notwendig ist (Huber et al., 2008). Eine funktionelle Charakterisierung erfolgte mittels biochemischer und zellbiologischer Methoden. Um Odf2 weiter zu charakterisieren wurden Interaktionsstudien durchgeführt. Eine direkte Interaktion mit der nicht phosphorylierten Form des Retinoblastoma Proteins konnte gezeigt werden ebenso wie eine Assoziation mit dem Kinetochorprotein Zwint-1. Diese Daten zeigen erstmals einen Zusammenhang zwischen dem centrosomalen Protein Odf2, Histonmodifikationen und Chromatindynamik, die als essentiell für die korrekte Verteilung der Chromosomen beschrieben wurden, und der Separierung der Chromosomen auf.