Funktionelle Charakterisierung der Gliom-amplifizierten Sequenz GAS41 während der Mitose

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte die Funktion von GAS41 in der Zellteilung untersucht werden. Hierzu wurde ein RNAi vermittelter Knockdown in den Zelllinie HeLa und TX3868 etabliert. An GAS41 depletierten Zellen konnte mit Hilfe von Microarray Analysen gezeigt werden, dass GAS41 einen Einfluss auf die Zellteilung ausübt. Auf zellulärer Ebene konnte GAS41 als centrosomales Protein charakterisiert werden. In mitotischen Zellen kommt es durch die Deregulation der GAS41 Expression zur Ausbildung multipolarer Spindelapparate sowie zu einer Störung der Chromosomenanordnung in der Äquatorialebene. Die Ausbildung multipolarer Spindeln führt dabei nicht zu einem Mitoseabort sondern erfolgt unter der Entstehung mehrerer Tochterzellen. Darüber hinaus konnte in GAS41 depletierten Zellen mit multipolarem Spindelapparat beobachtet werden, dass in diesen Zellen während der Metaphase ein Centrosomenclustering zur Wiederherstellung einer bipolaren Orientierung erfolgen kann. Auch die fehlerhaft angeordneten Chromosomen können nacheinander mit Mikrotubuli verknüpft und in der Metaphaseplatte angeordnet werden. Diese komplexen Umlagerungen sind mit einer verzögerten Zellteilung verknüpft. GAS41 ist essentiell für die Ausbildung einer bipolaren Spindel. Eine Expressionsänderung induziert die Ausbildung multipolarer, aber funktioneller Spindelapparate und führt zu einer erhöhten chromosomalen Instabilität.

The aim of the presented work was, to characterize the physiological function of GAS41 during cell division. Therefore, a RNAi-mediated knockdown was established in HeLa and TX3868 cells. Microarray analysis of GAS41 depleted cells confirmed the postulated influence of GAS41 on mitosis. GAS41 was identified as protein with centrosomal localization. In mitotic cells the deregulation of GAS41 caused metaphases with multipolar spindles and unaligned chromosomes. The development of multipolar spindles did not compromise the successful exit from mitosis. Cell division occurred under formation of multiple daughter cells. Additionally, GAS41 depleted cells were able to rescue their bipolar phenotype via centrosome clustering during metaphase. Even unaligned chromosomes were attached to microtubules and aligned to the equatorial plane. Both mechanisms to rescue the proper bipolar phenotype were connected to a mitotic delay. GAS41 is an essential protein for the establishment of a bipolar mitotic spindle. The deregulation of GAS41 expression induces the formation of multipolar, but functional mitotic spindles and promotes chromosomal instability.