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The centrosome is not only the largest and most sophisticated protein complex within a eukaryotic cell, in the light of evolution, it is also one of its most ancient organelles. This special issue of "Cells" features representatives of three main, structurally divergent centrosome types, i.e., centriole-containing centrosomes, yeast spindle pole bodies (SPBs), and amoebozoan nucleus-associated bodies (NABs). Here, I discuss their evolution and their key-functions in microtubule organization, mitosis, and cytokinesis. Furthermore, I provide a brief history of centrosome research and highlight recently emerged topics, such as the role of centrioles in ciliogenesis, the relationship of centrosomes and centriolar satellites, the integration of centrosomal structures into the nuclear envelope and the involvement of centrosomal components in non-centrosomal microtubule organization.
Src1 is a Protein of the Inner Nuclear Membrane Interacting with the Dictyostelium Lamin NE81
(2016)
The nuclear envelope (NE) consists of the outer and inner nuclear membrane (INM), whereby the latter is bound to the nuclear lamina. Src1 is a Dictyostelium homologue of the helix-extension-helix family of proteins, which also includes the human lamin-binding protein MAN1. Both endogenous Src1 and GFP-Src1 are localized to the NE during the entire cell cycle. Immuno-electron microscopy and light microscopy after differential detergent treatment indicated that Src1 resides in the INM. FRAP experiments with GFP-Src1 cells suggested that at least a fraction of the protein could be stably engaged in forming the nuclear lamina together with the Dictyostelium lamin NE81. Both a BioID proximity assay and mis-localization of soluble, truncated mRFP-Src1 at cytosolic clusters consisting of an intentionally mis-localized mutant of GFP-NE81 confirmed an interaction of Src1 and NE81. Expression GFP-Src11–646, a fragment C-terminally truncated after the first transmembrane domain, disrupted interaction of nuclear membranes with the nuclear lamina, as cells formed protrusions of the NE that were dependent on cytoskeletal pulling forces. Protrusions were dependent on intact microtubules but not actin filaments. Our results indicate that Src1 is required for integrity of the NE and highlight Dictyostelium as a promising model for the evolution of nuclear architecture.
We expressed Dictyostelium lamin (NE81) lacking both a functional nuclear localization signal and a CAAX-box for C-terminal lipid modification. This lamin mutant assembled into supramolecular, three-dimensional clusters in the cytosol that disassembled at the onset of mitosis and re-assembled in late telophase, thus mimicking the behavior of the endogenous protein. As disassembly is regulated by CDK1-mediated phosphorylation at serine 122, we generated a phosphomimetic S122E mutant called GFP-NE81-S122E-∆NLS∆CLIM. Surprisingly, during imaging, the fusion protein assembled into cytosolic clusters, similar to the protein lacking the phosphomimetic mutation. Clusters disassembled again in the darkness. Assembly could be induced with blue but not green or near ultraviolet light, and it was independent of the fusion tag. Assembly similarly occurred upon cell flattening. Earlier reports and own observations suggested that both blue light and cell flattening could result in a decrease of intracellular pH. Indeed, keeping the cells at low pH also reversibly induced cluster formation. Our results indicate that lamin assembly can be induced by various stress factors and that these are transduced via intracellular acidification. Although these effects have been shown in a phosphomimetic CDK1 mutant of the Dictyostelium lamin, they are likely relevant also for wild-type lamin.
Portal Wissen = Raum
(2012)
Mit „Portal Wissen“ laden wir Sie ein, die Forschung an der Universität Potsdam zu entdecken und in ihrer Vielfalt kennenzulernen. In der ersten Ausgabe dreht sich alles um „Räume“. Räume, in denen geforscht wird, solche, die es zu erforschen gilt, andere, die durch Wissenschaft zugänglich oder erschlossen werden, aber auch Räume, die Wissenschaft braucht, um sich entfalten zu können. Forschung vermisst Räume: „Wissenschaft wird von Menschen gemacht“, schrieb der Physiker Werner Heisenberg. Umgekehrt lässt sich sagen: Wissenschaft macht Menschen, widmet sich ihnen, beeinflusst sie. Dieser Beziehung ist „Portal Wissen“ nachgegangen. Wir haben Wissenschaftler getroffen, sie gefragt, wie aus ihren Fragen Projekte entstehen, haben sie auf dem oft verschlungenen Weg zum Ziel begleitet. Ein besonderes Augenmerk dieses Heftes gilt den „Kulturellen Begegnungsräumen“, denen ein eigener Profilbereich der Forschung an der Universität Potsdam gewidmet ist.
Forschung hat Räume: Labore, Bibliotheken, Gewächshäuser oder Archive – hier ist Wissenschaft zu Liebe Leserinnen und Leser, Hause. All diese Orte sind so einzigartig wie die Wissenschaftler, die in ihnen arbeiten, oder die Untersuchungen, die hier stattfinden. Erst die Vision davon, wie ein Problem zu lösen ist, macht aus einfachen Zimmern „Laborräume“. Wir haben ihre Türen geöffnet, um zu zeigen, was – und wer – sich dahinter befindet.
Forschung eröffnet Räume: Wenn Wissenschaft erfolgreich ist, bewegt sie uns, bringt uns voran. Auf dem Weg einer wissenschaftlichen Erkenntnis aus dem Labor in den Alltag stehen mitunter Hürden, die meist nicht auf den ersten Blick zu erkennen sind. Auf jeden Fall aber ist ihre Anwendung erster Ausgangspunkt von Wissenschaft, Antrieb und Motivation jedes Forschers. „Portal Wissen“ zeigt, welche „Praxisräume“ sich aus der Übersetzung von Forschungsresultaten ergeben. Dort, wo wir es unbedingt erwarten, und dort, wo vielleicht nicht.
Forschung erschließt Räume: Bei Expeditionen, Feldversuchen und Exkursionen wird nahezu jede Umgebung zum mobilen Labor. So eröffnet Wissenschaft Zugänge auch zu Orten, die auf vielfach andere Weise verschlossen oder unzugänglich scheinen. Wir haben uns in Forscher- Reisetaschen gemogelt, um bei Entdeckungsreisen dabei zu sein, die weit weg – vor allem nach Afrika – führen. Zugleich haben wir beobachtet, wie „Entwicklungsräume“ sich auch von Potsdam aus erschließen lassen oder zumindest ihre Vermessung in Potsdam beginnen kann.
Forschung braucht Räume: Wissenschaft hat zwei Geschlechter, endlich. Noch nie waren so viele Frauen in der Forschung tätig wie derzeit. Ein Grund zum Ausruhen ist dies gleichwohl nicht. Deutschlandweit ist aktuell nur jede fünfte Professur von einer Frau besetzt. „Portal Wissen“ schaut, welche „Entwicklungsräume“ Frauen sich in der Wissenschaft, aber auch darüber hinaus geschaffen haben. Und wo sie ihnen verwehrt werden. Wir wünschen Ihnen eine anregende Lektüre und dass auch Sie einen Raum finden, der Sie inspiriert.
Prof. Dr. Robert Seckler
Vizepräsident für Forschung und wissenschaftlichen Nachwuchs