Was lokalisiert das Nukleoporin NUP50 an die Kernpore?

Abstract

In eukaryontischen Zellen werden Zytoplasma und Nukleoplasma durch die Kernhülle voneinander getrennt. Große Moleküle können diese Barriere, die aus zwei Membranen besteht, nur durch sogenannte Kernporen passieren. Kernporen sind gigantische Proteinkomplexe, die neben der passiven Diffusion von Ionen den aktiven Transport von Makromolekülen vermitteln. In mehrzelligen Organismen bricht die Kernhülle mitsamt den darin eingebetteten Kernporenkomplexen während der Mitose zusammen, damit die Chromosomen auf die Tochterzellen aufgeteilt werden können. Am Ende der Mitose werden die Kernporen durch Rekrutierung einzelner Bausteine, der Nukleoporine, wieder am Chromatin aufgebaut. Wie diese Bausteine miteinander interagieren, welches Nukleoporin durch ein anderes rekrutiert wird und welche Nukleoporine direkt an das Chromatin binden, ist ein zurzeit intensiv untersuchtes Forschungsgebiet. Die AG-Antonin hatte herausgefunden, dass das an der nukleoplasmatischen Seite der Kernporenkomplexe lokalisierte Nukleoporin Nup50 essentiell für den Wiederaufbau von Kernporenaufbau am Ende der Mitose ist. Über Nup50 wusste man bisher nur, dass es beim Import von Proteinen in den Zellkern beteiligt ist, aber über diese zusätzliche Funktion waren keine Details bekannt. In dieser Arbeit habe ich gezeigt, dass ein Nup50-Fragment von 48 Aminosäuren dafür verantwortlich ist, dass dieses Protein an Kernporen lokalisiert. Innerhalb dieses entscheidenden minimalen Bindungsfragments wurden drei Aminosäuren identifiziert, deren Mutationen die Lokalisation von Nup50 an der Kernhülle aufheben und die damit notwendig für die Kernporenlokalisation sind. Durch GST-Pulldown-Versuche mit zellulären Extrakten konnte nachgewiesen werden, dass die drei genannten Mutanten die Bindung zwischen rekombinanten Nup50 und zwei weiteren Nukleoporinen, Mel-28 und Nup153, verhindern. Darüber hinaus stelle ich vor, wie in HeLa-Zellen die Lokalisation von Nup50 an Chromatin während des Austritts aus der Mitose analysiert werden kann. Ich konnte zeigen, dass jene drei Mutanten die Chromatinlokalisation nicht inhibieren. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Interaktion von Nup50 mit dem Chromatin am Ende der Mitose nicht durch Bindung an Mel-28 oder Nup153 stattfindet.