Abstract (deu)
Vor der Gamtenfusion müssen sexuell reproduzierende Organismen ihre Genome halbieren, um die Chromosomenanzahl über Generationen konstant zu halten. Dafür durchläuft eine diploide Gametenvorläuferzelle zwei unmittelbar aufeinanderfolgend Chromosomenteilungen während der Meiose. Dies führt zu vier haploiden Tochterzellkernen die sich prinzipiell in Spermien oder Eizellen entwickeln können. Damit homologe Chromosomen während der ersten meiotischen Teilung voneinander seggregieren können müssen sie gepaart und durch ein Crossover verbunden werden. Für die Etablierung eines meiotischen Crossovers werden, abgesehen von Chromosomenpaarung, auch DNS Doppelstrangbrüche (DSB) und Reperatur der Selbigen unter Verwendung des homologen Chromosomes als Reperturvorlage für homologe Rekombination, benötigt. Die hierfür erforderliche Nähe von homologen Chromosomen wird durch den Synaptonemalen Komplex (SC), einer Proteinstruktur, die zwischen den homologen Partnern aufgebaut wird, hergestellt. Am Beginn der meiotischen Prophase überträgt SUN-1, ein Transmembranprotein in der inneren nukleären Membrane, kinetische Kräfte aus dem Zytoplasma in den Kern. Dies führt zur individuellen Bewegung von Chromosomen, die zu dieser Zeit mit einem Ende an der Kernmembran verankert sind. Die Bewegung der einzellnen Chromosomen wird benötigt um die homologen Chromosomen zu paaren und um ungewollter, nicht homologer SC Formierung entgegenzuwirken. Der koordiniert Ablauf dieser einzellnen Funktionen (homologe Paarung, Aufbau des SC, DSB Generierung und Reperatur) während der Meiose bedarf einem hohen Ausmass and Regulation.
Wir haben herausgefunden, dass SUN-1 Aggregate an diesen
Chromosomenbindungsstellen an der Kernmembran formt um die
Chromosomenbewegung zu gewährleisten. Gleichzeitig mit dem Beginn seiner Aggregation wird SUN-1 an mehreren Aminosäuren an seinem nukleären N-terminus phosphoryliert. Diese Phosphorylierungen sind von CHK-2 und PLK-2 abhängig. PLK-2 lokalisiert an den SUN-1 Aggregaten und co-prezipitiert mit SUN-1. SUN-1 Aggregate und Phosphorylierung persistieren wenn Synapsis oder Rekombination inhibiert sind und Chromosomenmobiltät wird unter diesen Umstände aufrechterhalten. Für diesen Arrest in der frühen meiotischen Prophase wird die Phosphorylierung von SUN-1 benötigt, um PLK-2 stabil and den mobilen Chromosomenenden zu halten um die damit einhergehende persistierende Chromosomenmobilität zu gewährleisten. Weiters ist die Phosphorylierung von SUN-1 von Nöten, um den SC mit wildtypischer Kinetik aufzubauen.
Unsere Beobachtungen lassen den Schluss zu, dass SUN-1 Phosphorylierung einen Zellzyklusprogressions Checkpunkt mediert, der das ‚obligate Crossover’
gewährleistet.