Die falsche Zahl an Chromosomen

Der Molekularbiologe Christopher Campbell nutzt Bäckerhefe, um zu erkennen, wie Krebszellen sich rasch teilen können, obwohl ihre Chromosomen vervielfacht vorkommen.

Christopher Campbell kam 2014 aus San Diego nach Wien. Er will wissen, wo und wann Proteinmaschinen Fehler bei der Zellteilung ausbessern können.
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Christopher Campbell kam 2014 aus San Diego nach Wien. Er will wissen, wo und wann Proteinmaschinen Fehler bei der Zellteilung ausbessern können.
Christopher Campbell kam 2014 aus San Diego nach Wien. Er will wissen, wo und wann Proteinmaschinen Fehler bei der Zellteilung ausbessern können. – (c) Akos Burg

Am meisten vermisst Christopher Campbell den Ozean. „In San Diego konnte ich mich entspannen, wenn ich nach der Arbeit das friedvolle Meer betrachtet habe“, sagt der junge Amerikaner. Wien ist seine erste Station außerhalb der USA: Nach der Schule in Austin, Texas, machte er seinen PhD in San Francisco an der University of California und zog 2008 nach San Diego in Kalifornien, wo er am Ludwig Institute for Cancer Research Krebsforschung betrieb. „Ich habe mich dann an vielen Institutionen in Europa beworben. In Wien konnte ich eine große Förderung des WWTF (Anm: Wiener Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds) bekommen. Das gab den Ausschlag, diese Stelle anzunehmen“, erzählt Campbell.

Viel Freizeit bleibt ihm nicht als Gruppenleiter, doch wenn er Ruhe sucht, fährt Campbell in die Weinberge und den Wiener Wald. „Der Blick über die weiten Hügel zeigt mir, dass es so viel gibt da draußen. Das tut fast so gut, wie auf den Ozean zu blicken.“ In seiner neuen Heimat hat er sich schnell eingelebt und lobt auch das Arbeitsklima am Vienna Biocenter: „Wir teilen hier nicht nur das Equipment und die Infrastruktur. Sondern man spricht viel mehr mit den Leuten im Labor und in Nachbarlaboren. Das kannte ich aus den USA nicht so. Dort hielt sich jedes Labor für eine Insel, und die Kollegen riefen lieber wen am anderen Ende der Welt an, als nebenan zu fragen.“

 

Fehler bei der Zellteilung

In seiner Forschung konzentriert sich der 37-Jährige auf die Fehlverteilung von Chromosomen. Solche Fehler der Zellteilung kommen nicht nur in der Embryonalentwicklung vor, wo die Folge etwa Trisomie 21 (Down-Syndrom) ist, sondern auch in Krebszellen. „Etwa 90 Prozent der soliden Tumoren haben eine Aneuploidie, also eine Fehlverteilung der Chromosomen“, sagt Campbell. In Krebszellen ist aber nicht nur eines der Chromosomen verdreifacht, wie es bei Down-Syndrom auf das Chromosom Nummer 21 zutrifft. Jede menschliche Zelle besitzt 23 Chromosomen in doppelter Ausführung, und in Krebszellen sind jeweils viele davon vervielfacht: Manche kommen dreifach vor, andere liegen in derselben Zelle sogar in achtfacher Kopie vor. „Wir wissen noch überhaupt nicht, wieso Tumorzellen mit all diesen Aneuploidien leben können. In gesunden Zellen gibt es Mechanismen und Maschinerien, die unterbinden, dass es zu einer Fehlverteilung der Chromosomen kommt“, sagt Campbell. Setzt man Zellen mit künstlich erzeugter Fehlverteilung in einen Organismus ein, verkümmert diese Zelle und kann sich nicht weiter teilen. Der Körper hat also einen Schutzmechanismus gegen Aneuploidie.

Was passiert, wenn dieser Schutzmechanismus versagt? „Diese Frage wollen wir an einem sehr einfachen Modell lösen: Wir arbeiten mit Zellen der Bäckerhefe, also Organismen, die man zum Bierbrauen und Brotbacken nutzt“, sagt Campbell. Diese Zellen sind leicht zu halten, sie vermehren sich schnell und ihre molekularen Abläufe sind gut erforscht, sodass man künstlich die Chromosomen falsch verteilen kann.

 

Lehrbuchmeinung wurde widerlegt

„In der Hefe sind alle Proteinkomplexe, die wie Maschinen in der Zelle arbeiten, sehr ähnlich zu den Proteinmaschinen in menschlichen Zellen: Auf diese Weise sind unsere Ergebnisse auch relevant für die medizinische Forschung“, sagt Campbell. So hat sein Team kürzlich an Hefezellen eine Theorie widerlegt, die als Lehrbuchmeinung galt.

„Eine der wichtigsten Proteinmaschinen, die das Fehlverteilen von Chromosomen in Zellen verhindert, heißt Chromosomal Passenger Complex, CPC“, sagt Campbell. Dieser Komplex erkennt, welche Chromosomen bei der Zellteilung kurz davor sind, in die falsche Tochterzelle zu gelangen. „Wir haben entdeckt, dass diese Maschine auf ganz andere Weise als bisher gedacht erkennt, welche Chromosomen richtig und welche falsch an den Spindelapparat gebunden sind, der die Chromosomen in die Tochterzelle zieht.“ Es kommt auf die Verbindung mit dem Mikrotubuli an, also quasi auf das Seil, das das Chromosom in seine neue Zelle schleppt. „Nun müssen wir eine Reihe von alten Theorien neu überprüfen.“

ZUR PERSON

Christopher Campbell wurde 1980 in New Jersey, USA, geboren. Seit 2014 ist er an den Max F. Perutz Laboratories in der Dr. Bohrgasse, die von der Med-Uni und Uni Wien betrieben werden. Hier leitet er die Gruppe Chromosome Biology: 2014 erhielt er die WWTF Förderung Vienna Research Groups for Young Investigators mit 1,6 Millionen Euro über acht Jahre, 2016 den mit 1,2 Millionen Euro dotierten START-Preis des Wissenschaftsfonds FWF.

Alle Beiträge unter:diepresse.com/jungeforschung

("Die Presse", Print-Ausgabe, 19.08.2017)

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