Ein winziges Organell, das bei der Zellteilung freigesetzt wird und lange als „Mülleimer der Zelle“ galt, ist in Wirklichkeit mit lebensfähigem genetischem Material gefüllt, das andere Zellen beeinträchtigen und Krebs verbreiten kann.
Zu diesem Schluss kommen die Genetikerin Professorin Ahna Skop von der University of Wisconsin-Madison und ihre Kollegen, die diesen „Überrest des Mittelkörpers“ untersucht haben.
Laut Skop ist es für viele Menschen eine Überraschung, dass bei der Teilung einer Zelle in zwei – durch einen Prozess namens Mitose – mehr als nur zwei Tochterzellen entstehen.
Sie erklärte: „Eine Zelle teilt sich in drei Teile – zwei Zellen und einen Überrest in der Körpermitte, ein neues Signalorganell.
„Was uns überrascht hat, ist, dass der Mittelkörper voller genetischer Informationen, RNA, ist, die aufgrund ihrer wahrscheinlichen Funktionen in der Zellkommunikation überhaupt nicht viel mit der Zellteilung zu tun haben.“
Bei ihrer Untersuchung analysierte das Team den Inhalt der während der Mitose gebildeten Mittelkörper und verfolgte die Wechselwirkungen der nach der Zellteilung freigesetzten Überreste.
Skop sagte: „Die Leute dachten, die Körpermitte sei ein Ort, an dem Dinge sterben oder nach der Zellteilung recycelt werden.“
„Aber der Müll einer Person ist der Schatz einer anderen Person. Ein Mittelkörper ist eine kleine Ansammlung von Informationszellen, die zur Kommunikation dienen.
Im Inneren des Mittelkörpers entdeckte das Team sowohl das Vorhandensein von RNA – Arbeitskopien der DNA, die zur Herstellung der Proteine verwendet werden, die die Zellaktivitäten steuern – als auch die biologische Maschinerie, die erforderlich ist, um diese RNA-Baupläne zur Herstellung von Proteinen zu verwenden.
Die Forscher stellten insbesondere fest, dass die in Mittelkörpern gefundene RNA für Proteine kodiert, die an Pluripotenz und Onkogenese beteiligt sind.
Dabei handelt es sich jeweils um die Fähigkeit einer Zelle, sich zu anderen Zelltypen des Körpers zu entwickeln – und um die Bildung von Krebstumoren.
Skop erklärte: „Ein Rest in der Körpermitte ist sehr klein. Es ist einen Mikrometer groß, ein Millionstel Meter. Aber es ist wie eine kleine Mondlandefähre.
„Es hat alles, was es braucht, um die Arbeitsinformationen aus der sich teilenden Zelle aufrechtzuerhalten.“
Die meisten Überreste in der Körpermitte, erklärte der Genetiker, werden von einer der Tochterzellen, die sie abgeben, wieder aufgenommen. Dies ist jedoch nicht immer der Fall.
Gelegentlich, fügte Skop hinzu, können Mittelkörper „aus dem Zustand der Mitose abdriften, in den Blutkreislauf gelangen und auf einer anderen, weit entfernten Zelle landen“.
An diesem Punkt kann der Mittelkörper von der dritten Zelle absorbiert werden – die dann versehentlich damit beginnen kann, die darin eingeschlossene RNA zu verwenden, als wäre es ihr ganz eigener genetischer Bauplan.
Frühere Studien haben gezeigt, dass Krebszellen mit größerer Wahrscheinlichkeit als Stammzellen einen Mittelkörper aufgenommen haben – und seine schicksalverändernde Fracht.
(Letztere – die durch ihre Pluripotenz neue Zellen hervorbringen können – scheinen viele Mittelkörper wieder auszuspucken, vielleicht um ihre besondere Fähigkeit aufrechtzuerhalten.)
Das Team glaubt, dass es in Zukunft möglich sein könnte, die Kraft der Mittelkörper-RNA zu nutzen, um entweder Medikamente an Krebszellen abzugeben oder sie an der Teilung zu hindern.
Skop fügte hinzu: „Wir glauben, dass unsere Ergebnisse ein großes Ziel für die Krebserkennung und -therapie darstellen.“
Insbesondere identifizierte das Team ein Gen namens „Arc“, das für die Beladung des Mittelkörpers und der Reste des Mittelkörpers mit DNA von entscheidender Bedeutung ist.
Es wird angenommen, dass Arc vor langer Zeit von einem alten Virus übernommen wurde und auch an dem Prozess beteiligt ist, durch den das Gehirn Erinnerungen bildet.
Skop kam zu dem Schluss: „Der Verlust des Lichtbogens führt zum Verlust von RNA in der Körpermitte und zum Verlust der RNA-Informationen, die nicht zu den Empfängerzellen gelangen können.“
„Wir glauben, dass dieses Gedächtnisgen für alle Zellen wichtig ist, um RNA-Informationen zu kommunizieren.“
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Developmental Cell veröffentlicht.
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