of the Max - MDC

degradation (ERAD) pathway. In the last years, two central ubiquitin
ligase complexes were characterized. In addition, crucial regulatory
loops that help to detoxify the secretory pathway were discovered. In
particular, the HRD-ligase was found to integrate protein quality control
on the luminal site of the ER-membrane with ubiquitin-conjugation
and proteolysis by the 26S proteasome on the cytosolic surface of
the ER. Moreover, an ATPase (Cdc48/p97/VCP) was identified that
may provide the pulling force for the membrane passage.
A largely unchecked DNA replication program often accompanies the
transformation of normal cells into tumor cells. Tight control of DNA
replication is therefore of central importance to ensure genome stability
in proliferating cells. The lab of Manfred Gossen studies replication
initiation, and in particular the congregation of initiator proteins
(the “origin recognition complex”, ORC) at chomosomal sites.
The architecture of the human ORC complex was described and a critical
requirement for ATP in the assembly and stability of the complex
was found. ORC interactions with chromosomes was examined in
Drosophila as a model and found to occur in late anaphase, requiring
the complete cessation of mitotic CDK activity. This unique in vivo
model to visualize a DNA replication initiator protein will be instrumental
in analyzing the integration of chromosome duplication in cell
cycle and developmental processes.
Sleeping Beauty is a DNA-based transposon that is non-infectious and
that can be used for gene discovery by insertional mutagenesis or for
gene delivery in therapeutic approaches. Sleeping Beauty was previously
resurrected by by Zoltán Ivics and Zsuzsanna Izsvák using a
mutagenesis approch and has now become a popular molecular
genetic tool. A hyperactive transposase that shows ∼100-fold
enhanced integration of Sleeping Beauty has been constructed and is
of great utility in a variety of genetic applications. Targeted transposition
into predetermined loci or chromosomal regions are future
aims to develop methods for transgene integration into human cells
and thus for safe human gene therapy.
Deregulated nuclear export and import of proteins is involved in
severe diseases including cancer. The lab of Katrin Stade has
employed genetic screening in yeast to identify novel components of
nuclear transport. Sumoylation, a ubiquitinilation related pathway, is
involved in nuclear transport and the lab is currently examining the
participation of the Sumo modification.
Wnt, BMP, and TGFβ signaling in human embryonic stem cells is the
focus of research of Daniel Besser’s lab. He found that FGF treated
murine fibroblasts secrete factors that maintain human stem cell
pluripotency. These factors may now be identified by expression profile
analysis and may help to close the knowledge gap between murine
and human embryonal stem cells.
gänge und für die Verhinderung von Krebswachstum. Ein wichtiger PQC-
Pathway befindet sich im Endoplasmatischen Reticulum (ER). Fehlfunktionen
dieses Systems können die Ursache schwerer Krankheiten
werden. Überdies benutzen einige Viren dieses System, um sich in der
infizierten Zelle zu etablieren. Thomas Sommer und seine Gruppe
arbeiten für die Untersuchung dieser Vorgänge am zellbiologischen
Modellsystem der Hefezelle. Sie haben hier den ER-assoziierten Proteinabbauweg
(ERAD) aufgeklärt. Im Laufe der letzten zwei Jahre gelang
es, zwei zentrale Ubiquitin-Ligase Komplexe zu charakterisieren. Weiterhin
wurden zentrale Regulationsschleifen gefunden, die zur Entgiftung
des sekretorischen Pathways beitragen. Im einzelnen wurde festgestellt,
dass HRD-Ligase die Qualitätsüberwachung von Proteinen auf
der luminalen Seite der ER-Membran mit der Ubiquitin-Konjugation and
Proteolyse durch das 26S-Proteasom auf der cytosolischen Membranoberfläche
des ER vereinigt. Überdies wurde eine ATPase (Cdc48/p97/
VCP) identifiziert, die vermutlich die mechanische Zugkraft für die Membranpassage
von Proteinen vermittelt.
Eine weitgehend unkontrollierte DNA-Replikation ist ein Begleitmerkmal
der Transformation normaler Zellen in Tumorzellen. Präzise Kontrolle
der DNA-Replikation ist daher von zentraler Bedeutung für die Stabilität
des Genoms während der Zellproliferation. Die Gruppe von Manfred
Gossen untersucht die Initiation der Replikation am Chromosom, speziell
den Aufbau von Initiationsprotein-Komplexen zum „origin recognition
complex“ (ORC). Die Architektur des menschlichen ORC-Komplexes
wurde beschrieben und dabei die essentielle Rolle von ATP für die
Assemblierung und Stabilisierung des Komplexes festgestellt. ORC-
Wechselwirkungen mit Chromosomen wurden im Modellsystem
Drosophila studiert und zeitlich der späten Anaphase zugeordnet, was
die komplette Abschaltung der Aktivität von Zellzyklus-Kinasen (CDK)
erfordert. Dieses einzigartige in-vivo-Modell der Visualisierung eines
Initiatorproteins für die DNA-Replikation verspricht, ein wichtiges
Instrument für das Studium der Integration der Chromosomenduplikation
in den Zellzyklus und anderer Entwicklungsvorgänge der Zelle zu
werden.
Sleeping Beauty ist ein nicht infektiöses DNA-basiertes Transposon, das
für die Entdeckung von Genen durch Insertionsmutagenese und auch
für die Integration von Genen zu therapeutischen Zwecken genutzt werden
kann. Dieses Transposon war zuvor von Zoltán Ivics und Zsuzsanna
Izsvák mit Hilfe eines Mutageneseverfahrens reaktiviert worden und
dient inzwischen als populäres molekulargenetisches Werkzeug. Eine
hochaktive Transposase, die die Integration von Sleeping Beauty etwa
hundertfach beschleunigt, wurde hergestellt und ist für eine Reihe von
genetischen Anwendungen sehr nützlich. Gezielte Transposition in vorbestimmte
Genorte oder chromosomale Regionen wird angestrebt, um
als Methode für die Integration von Genen in menschliche Zellen zu dienen
und damit zukünftige sichere Gentherapie am Menschen zu ermöglichen.
Cancer Research 71