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Kontakt:
Institut für Genetik
Universität Bonn
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Forschungsinteresse

Arbeitsgruppe Prof. Dr. K.H. Scheidtmann

Molekularbiologie der Wachstumskontrolle

email: kh.scheidtmann@uni-bonn.de

 

 


Forschungsbereich

Im Mittelpunkt unserer Forschung steht eine neuartige Proteinkinase, die Dlk („DAP-like kinase“) (Kögel et al., 1998) üblicherweise auch ZIP Kinase (Zipper interacting protein kinase) genannt. Diese Kinase ist nach gegenwärtiger Kenntnis an vier zellulären Prozessen beteiligt: der Regulation der Mitose, insbesondere der Cytokinese, der Regulation motiler und kontraktiler Prozesse von Nicht-Muskelzellen und Zellen der glatten Muskulatur, der Regulation der Transkription sowie der Regulation der Apoptose. Unsere Schwerpunkte sind hierbei die Rolle der Kinase in der Mitose sowie ihre Rolle als Kofaktor bei der Androgenrezeptor-vermittelten Transkription.

Die ZIP Kinase ist im Zellkern lokalisiert und besitzt als charakteristisches Interaktions¬motiv einen sogenannten Leucinzipper, der sie befähigt, an verschiedene Protein¬partner zu binden. Dazu gehören mehrere Transkriptionsfaktoren oder Koaktivatoren sowie der Spleißfaktor und Zellzyklus¬regulator CDC5. Diese Interaktion mit Transkriptionsfaktoren legt eine Beteiligung an Transkriptions¬prozessen nahe. Tatsächlich vermag die ZIP Kinase zusammen mit einem ihrer Interaktionspartner, AATF, als Ko-Aktivator die transkriptionelle Aktivität von Steroidhormonrezeptoren bes. des Androgenrezeptors, zu unterstützen oder zu verstärken. Wir vermuten, dass die Kinase hierbei durch Chromatinmodification und/oder –remodelling die Transkription unterstützt.

Während der Mitose findet man die ZIP Kinase an Centrosomen, Centromeren und schließlich am kontraktilen Ring (Preuss et al., 2003a; Preuss et al., 2003b). Diese Strukturen sind an der Organisation der Mitosespindel, der Zusammenlagerung der Kinetochorkomplexe und der Anheftung der Spindelfasern bzw. an der Durch¬schnürung des Zellkörpers während der Cytokinese beteiligt. Schaltet man die ZIP Kinase aus, kommt es zu einer Blockierung der Cytokinese und damit zur Bildung mehrkerniger Zellen. Die Kinase scheint also eine essentielle Funktion bei der Regulation oder Koordination mitotischer Prozesse auszuüben.
 


Gegenwärtige Projekte

Unsere gegenwärtigen Arbeiten sollen helfen, die komplexen Vorgänge bei der Mitose aber auch bei der Genaktivierung durch Steroidhormonrezeptoren besser zu verstehen.

Im einzelnen werden folgende Fragestellungen bearbeitet:


Zur Mitose:
 

  • Mit welchen Proteinpartnern interagiert die ZIP Kinase an den verschiedenen mitotischen Strukturen?
  • Was sind ihre spezifischen Funktionen am Centrosom, Centromer und am kontraktilen Ring?
  • Welche Bedeutung hat die Centromer-spezifische Histonmodifikation, welche (vermutlich) durch die ZIPKinase bewirkt wird?
  • Spielt die Kinase eine Rolle bei der Koordination von Mitose und Cytokinese?
  • Zur Transkription
  • Ist die ZIP Kinase ein allgemeiner Ko-Regulator von Steroidhormonrezeptoren?
  • Was ist der Mechanismus der Ko-Aktivierung des Androgenrezeptors?



 


Methodenspektrum

Zur Untersuchung dieser Fragen wenden wir ein breites Spektrum an modernen molekular- und zellbiologischen Methoden an. Dazu gehören: das Hefe-Zwei-Hybridsystem zur Identifizierung von Interaktionspartnern, Expression als Fusionsproteine mit fluoreszierenden Proteinen (GFP), Transkriptionsassays mit Reportergenen, Affinitätschromatographie, Immunfluoreszenzmikroskopie, konfokale Laserscanningmikroskopie, Chromatin-Immunpräzipitation sowie alle gängigen gentechnischen Methoden. Diese Methoden und Techniken sind auch integrale Bestandteile des Praktikums „Molekulargenetik“.

 

 


Forschungsförderung:

Deutsche Forschungsgemeinschaft

Mitglied im Forschungs- und Lehrschwerpunkt Molekularbiologie und Zellbiologie

Gutachter für die DFG und die Dr. Mildred Scheel-Stiftung

Mitgliedschaften in wissenschaftlichen Gesellschaften:

Deutsche Gesellschaft für Zellbiologie

Deutsche Gesellschaft für Biochemie und Molekularbiologie

Signal Transduction Society

American Society for Cell Biology

American Society for Biochemistry and Molecular Biology
 



Vorlesungen:

Molekulargenetik für Biologiestudenten im Hauptstudium:

Zellzyklusregulation, Signaltransduktion, DNA-Replikation, Regulation mitotischer Vorgänge; Tumorviren, Genetik der Tumorentstehung, Tumormodelle, Apoptose;

Biologie für Mediziner: Grundlagen der modernen Genetik;
 


Seminare:

Molekularbiologie der Wachstumskontrolle und Tumorentstehung

Neue Ergebnisse aus der Molekulargenetik

Molekulare Grundlagen der Wachstumsregulation und der malignen Transformation

Wachstumskontrolle und programmierter Zelltod
 


Praktikum:

Molekulargenetik: Transkriptionsassays mit Promoter-Reportergenkonstrukten, Baculovirus¬system: Expression, Reinigung und Analyse rekombinanter Proteine; Protein-Interaktionsassays, Hefe-2-Hybridsystem; Expression von GFP-Fusionsproteinen; Immunfluoreszenz¬mikroskopie; Induktion und Analyse der Apoptose;

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