Wie Chromosomen Gestalt annehmen

Das gesamte Erbgut des Menschen ist in 46 Chromosomen untergebracht. Diese stabförmigen Kleinststrukturen sind aber nicht immer in den Körperzellen zu erkennen. Sie bilden sich erst dann, wenn eine Zellteilung bevorsteht. Vorher sieht die menschliche DNA ganz anders aus – nämlich wie ein Wollknäuel, mit dem eine Katze gespielt hat.

Wie aus dem wirren Knäuel die klar strukturierten Chromosomen werden, dafür interessiert sich der Biochemiker Christian Häring. „Dieser Prozess heißt Chromosomenkondensation und hat eine Schlüsselfunktion im Zellzyklus“, sagt der Forscher. Nur wenn die Chromosomen sich ordentlich herausbilden, können sie bei der Zellteilung fehlerfrei auf die Tochterzellen verteilt werden.

Läuft bei der Aufteilung der Chromosomen etwas falsch, kann das gravierende Folgen haben. Viele Krebszellen etwa tragen nicht den korrekten Chromosomensatz. Auch spontane Fehlgeburten entstehen meistens, wenn es bei der Entstehung des Embryos zur fehlerhaften Verteilung von Chromosomen kommt.

Condensin als Architekt der Chromosomen

Christian Häring erforscht die molekularen Maschinen, die die dreidimensionale Architektur der Chromosomen organisieren. Ein zentraler Akteur bei diesem Prozess ist das Condensin. Dieser kompliziert gebaute Proteinkomplex hat sich im Lauf der Evolution kaum verändert. Er ist bei Amöben sehr ähnlich strukturiert wie bei Pilzen, Vögeln und Menschen.

Härings Forschungsteam hat unter anderem herausgefunden, dass Condensin die DNA wie eine große Ringstruktur umgibt und sich an ihr entlang bewegt: „Wir vermuten, dass das Condensin diese Motoraktivität nutzt, um die DNA-Stränge der ungeordneten Knäuelstruktur in große Schleifen zu legen, aus denen sich dann die Chromosomen formen.“

Wie diese molekularen Maschinen jedoch in einer geregelten Art und Weise funktionieren, ist noch weitgehend unbekannt. Ein grundlegender Einblick in diese Mechanismen wird jedoch unabdingbar sein um zu verstehen, wie die Aufteilung der Chromosomen so abläuft, wie Theodor Boveri sie vor über einem Jahrhundert in Würzburg erstmalig beschrieben hat.

Stark interdisziplinäre Forschungsarbeit

In den vergangenen zwölf Jahren hat Häring als Gruppenleiter am Europäischen Molekularbiologie-Labor EMBL in Heidelberg geforscht. Zum 1. April 2020 ist er einem Ruf an die Uni Würzburg gefolgt. Hier leitet er nun als Nachfolger von Professor Manfred Schartl den Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie II am Biozentrum.

An der Uni Würzburg will der neue Professor weiterhin stark interdisziplinär arbeiten, um die molekularen Maschinen, die die Genomarchitektur steuern, immer besser zu verstehen. „Wir kombinieren Ansätze aus der Biochemie, der molekularen Zellbiologie und der Strukturbiologie“, so der Wissenschaftler.

Werdegang des neuen Professors

Christian Häring, Jahrgang 1974, hat an der Universität Regensburg Biochemie studiert. Für seine Doktorarbeit, die er 2003 abschloss, ging er an die Universität Wien. Als Postdoc forschte er in Wien und Oxford; 2007 wechselte er dann als Gruppenleiter ans EMBL in Heidelberg. Dort war er in den Abteilungen für Gene Expression, Cell Biology and Biophysics sowie Structural and Computational Biology tätig.

Kontakt

Prof. Dr. Christian Häring, Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie II, Biozentrum der Universität Würzburg, T +49 931 31-89247, christian.haering@uni-wuerzburg.de

Website der Gruppe Häring beim EMBL