Reaktionen der Zellzyklusregulation auf Sauerstoffmangel und Kälte in Drosophila

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Tiere entwickeln sich nur bei günstigen Temperaturen und Sauerstoffkonzentrationen. Welche Entwicklungsprozesse bei sinkenden Temperaturen zuerst ausfallen und evolutive Adaptationsgrenzen darstellen, ist kaum bekannt. Bei der Taufliege Drosophila melanogaster, einem Modellorganismus in dem die Embryonalentwicklung auch auf molkularer Ebene besonders gut erforscht ist, vermuten wir die kritische Kältesensitivität bei den frühembryonalen, syncytialen Teilungszyklen. Im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes soll diese Hypothese überprüft werden und die molekularen und zellulären Prozesse, die Embryonalentwicklung, Zellwachstum und - proliferation bei niederen Temperaturen begrenzen, identifiziert werden. Unsere Vorarbeiten haben überdies bestätigt, dass Sauerstoffmangel zu einem reversiblen Arrest mitotischer Zellteilungen in der Metaphase führt. Dieser Arrest verhindert Fehler bei der Chromosomen-Verteilung auf Tochterzellen und erfordert die Funktion der Mps1-Proteinkinase, die bei Sauerstoffmangel modifiziert und intrazellulär umverteilt wird. Ausgehend von Mps1, das bekanntermassen auch in humanen Zellen bei mitotischen Überwachungsmechanismen mitwirkt, sollen die molekularen Prozesse aufgeklärt werden, die zum Zellzyklusarrest in Folge von Hypoxie führen. Diese Prozese sind insbesondere auch im Zusammenhang mit menschlichen Tumoren von Interesse, weil deren Entwicklung bekanntermassen durch Hypoxie und genetische Stabilität begrenzt wird.