Motor proteins involved in mitotic spindle assembly: Biochemistry of regulation and biophysics of the collective mechanics

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Höhere Zellen konstruieren zur Aufteilung der Erbinformation bei der Zellteilung eine komplexe, dynamische makromolekulare Maschinerie, die mitotische Spindel. In dieser Spindel werden Chromosomen und Mikrotubuli von mechanochemischen Enzymen, den Motorproteinen, räumlich organisiert. Wie dabei eine Vielzahl verschiedener Motoraktivitäten in konzertierter Weise zusammenwirkt, ist unverstanden. Daher werden in diesem Projekt unbekannte biophysikalische Eigenschaften der wichtigsten an der Spindelorganisation beteiligten Motoren bestimmt, und zwar in vitro und in Zellextrakten. Insbesondere wird die zellzyklusabhängige und lokale Regulation der Motoraktivitäten erforscht. Weiterhin werden Teilstrukturen der Spindel in vitro Systemen rekonstituiert. Ziel des Projekts ist es, ein Modell für die mechanische Kombinatorik der Motoraktivitäten bei der Spindelorganisation und -funktion aufzustellen. Die zellbiologische "Funktion" der einzelnen Motoren soll aus ihren quantitativ bestimmten biophysikalischen Eigenschaften ableitbar und somit verständlich sein. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen auch als Basis für die Entwicklung eines mathematischen Modells für die Spindelorganisation. Mit diesem Projekt soll also ein mechanistisches Verständnis der Rolle der Motorproteine bei der Spindelbildung erreicht werden.