Forschungsinteresse
Abteilung Zellteilung - Prof. Dr. Oliver Gruss
Abteilungsleiter
Prof. Dr. Oliver Gruss
Tel.: 0228-73-4258
Fax: 0228-73-4263
Curriculum
- Studium und Diplomarbeit: Universität Regensburg (Biochemie)
- Promotion: Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg (Molekulare Zellbiologie)
- Postdoc: Europäisches Molekularbiologisches Labor (EMBL), Heidelberg
- Forschungsgruppenleiter und Professor auf Zeit: Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg
- Seit 2015: Professor für Genetik an der Universität Bonn
Forschungsinteresse
- Mechanik und Regulation der mitotischen Spindelassemblierung
- Identifikation neuer mitotischer Regulatoren durch differentielle Proteomanalyse des Mikrotubuli-Zytoskeletts
- Funktionen neuer mitotischer Regulatoren bei Spindelassemblierung, Chromosomensegregation, genomischer Stabilität und Zelldifferenzierung
- Interdependenz von Struktur des Mikrotubuli-Zytoskeletts und Zelldifferenzierung
Experimenteller Ansatz
- Ex vivo Rekonstitution von Mikrotubuli-Funktionen aus zellfreien Oocyten –und Blastomer-Lysaten von Xenopus.
- Quantitative Analyse von mitotischer Mikrotubuli-Dynamik, Spindelassemblierung, Spindelmorphologie und Chromosomensegregation durch konfokale Echtzeitmikroskopie in vitro, in Lysaten, Zellkultur und Xenopus-Blastomeren.
- Genetische Analyse der Funktion einzelner Mikrotubuli-Regulatoren durch Immundepletion oder Inhibition in zellfreien Extrakten bzw. CRISPR-Cas9-Genomeditierung in intakten Zellen und in sich entwickelnden Xenopen.
Zusammenfassung der Forschungsprojekte
Die mitotische Spindel trennt in jeder Zellteilung alle Chromosomenpaare mit höchster Präzision und stellt so die stabile Weitergabe des Erbmaterials an beide Tochterzellen sicher. Korrekte Spindelassemblierung ist daher eine der wichtigsten zellulären Grundlagen genomischer Stabilität. Defekte in der Spindelassemblierung führen zu Chromosomenverlust und können Unfruchtbarkeit oder Krebsentstehung auslösen.
In der Zellteilung assemblieren hoch dynamische Mikrotubuli den Spindelapparat als bipolare Struktur. Hierfür durchläuft das Mikrotubuli-Zytoskelett eine globale Umstrukturierung zu Beginn der Mitose. Diese Umstrukturierungen stellen eine der komplexesten Regulationen von Zytoskelettfunktion überhaupt dar.
Die Forschung in meinem Labor setzt sich zum Ziel generelle Prinzipen der Regulation mitotischer Mikrotubuli zu verstehen, Zielmoleküle dieser Regulationen zu identifizieren und deren Wirkmechanismen im molekularen Detail aufzuklären.
Unsere Forschung macht sich die hohe Konservierung der Prozesse der Zellteilung und ihrer Schlüsselfaktoren zu Nutze. Wir kombinieren Erkenntnisse aus verschiedenen Modellsystemen um unsere Fragestellungen zu beantworten. Experimente in Zellkultur menschlicher Zellen ebenso wie in Lysaten aus teilungsaktiven Oocyten oder die in vitro-Rekonstitution von Mikrotubuli-Funktionen mit gereinigten rekombinanten Proteinen liefern uns wichtige Daten. Mittels moderner lichtmikroskopischer Methoden messen wir die Assemblierung und Morphologie der Spindel, die Dynamik mitotischer Mikrotubuli und die der Chromosomensegregation in Echtzeit. Dies erlaubt uns die Funktion einzelner Komponenten der Spindel im Detail zu analysieren. Deren Funktion adressieren wir spezifisch durch siRNA knockdowns und mit CRISPR/Cas9-knockout Technologie in intakten Zellen und sich entwickelnden Fröschen, ebenso wie durch Immundepletion bzw. Inhibition in zellfreien Extrakten.
In den letzten Jahren konnten wir über differentielle quantitative Proteomanalyse des Mikrotubuli-Interaktoms einige bisher kaum charakterisierte Faktoren der Spindelassemblierung identifizieren. Der SSX2IP/WRAP73 Komplex reguliert beispielsweise die Nukleation neuer mitotischer Mikrotubuli von den beiden Polen der mitotischen Spindel.
In der Zukunft wollen wir die molekularen Mechanismen dieses konservierten Proteinkomplexes im Detail verstehen. Daneben werden wir weitere neue Regulatoren der Spindelassemblierung charakterisieren, die wir in unseren proteomischen Ansätzen identifiziert haben. Insbesondere werden wir uns auch mit der Frage beschäftigen, wie diese Regulatoren in der Entwicklung eines Wirbeltieres Zellteilungen koordinieren und zu Zelldifferenzierung und Festlegung der Zellidentität beitragen.
