Nesprin

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Nukleäre Lokalisierung des Nesprin2 Proteins in COS-7-Zellen. (A) Nesprin2 Färbung durch pAb K1 (sekundärer Antikörper α-Kaninchen TRITC-Konjugat), (B) Aktinfärbung durch FITC-Phalloidin, (C) Lamin A/C Färbung durch monoklonalen α-Lamin A/C Antikörper (JOL2) (sekundärer Antikörper α-Maus Cy5-Konjugat). Die Zellen wurden mit 3 % PFA fixiert und mit 0,5 % Triton X-100 permeabilisiert. Die Bilder wurden mit dem konfokalen Laser Scan Mikroskop aufgenommen. Balken 25 µm

Die Nesprine (englisch für Nuclear Envelope SPectRIN repeat) sind eine Familie von Proteinen, die primär in der äußeren Zellkernmembran zu finden sind. Nesprin-1 (historische Synonyme: Enaptin, Myne-1, Syne-1) und Nesprin-2 (historische Synonyme: Nuance, Syne-2) wurden als Aktin-bindende Proteine vom α-Aktinin-Typ beschrieben.[1][2][3]

Andere Forschergruppen untersuchten hauptsächlich C-terminale Isoformen von Nesprin-1 und Nesprin-2.[4][5][6] Sie zeigten, dass der konservierte C-terminale Bereich mit der Transmembran-Domäne für die Lokalisation in der inneren Kernmembran verantwortlich ist und Lamin A/C ko-immunpräzipitieren. Später wurde eine direkte Bindung von Nesprin-1 mit Lamin A und Emerin in vitro bestätigt. Für Isoformen von Nesprin-1 wurde gezeigt, dass diese mit sich selbst oder mit dem Golgi-Apparat interagieren können.[7]

Nesprin-1 und Nesprin-2 besitzen orthologe Proteine in dem Schleimpilz Dictyostelium discoideum (Interaptin), in der Taufliege Drosophila melanogaster (MSP300) und dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans (ANC1).[8] Mutationen in ANC1 beeinflussen die Lokalisierung von Zellkernen und Mitochondrien in C. elegans.[9] ANC1 ist ein Protein, dessen eigene nukleäre Lokalisation von UNC84 und Ce-Lamin abhängt.[10][11] Gendefekte in dieser Proteinfamilie können wie bei Emerin zur Emery-Dreifuss-Muskeldystrophie führen.[12]

Die aktive Positionierung des Zellkerns ist eine essenzielle Funktion bei der Zellteilung, der Migration und der Differenzierung von Säugetierzellen. Bei der Migration von Fibroblasten ist die Bewegung des Zellkerns von N2G (Nesprin-2 Gigant) abhängig. N2G ist ein großes, Aktin-bindendes Protein in der äußeren Kernhülle. Es interagiert mit FHOD1 bei der Bindung von Actin-Strängen an die Kernhülle. N2G–FHOD1 schafft eine stabile Verbindung des Zellkerns mit den kontraktilen Actinstränge, die zur Bewegung erforderlich ist.[13]

Einzelnachweise

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  1. ↑ S. Braune: Identifizierung und Charakterisierung von Enaptin, einem neuen Protein vom α-Aktinin Typ. Dissertation. Universität zu Köln, 2001.
  2. ↑ Y.-Y. Zhen: Identifizierung und Charakterisierung von NUANCE, einem neuen Protein vom α–Aktinin Typ. Dissertation. Universität zu Köln, 2001.
  3. ↑ Y. Y. Zhen, T. Libotte, M. Munck, A. A. Noegel, E. Korenbaum: NUANCE, a giant protein connecting the nucleus and actin cytoskeleton. In: J Cell Sci. Band 115, August 2002, S. 3207–3222, PMID 12118075.
  4. ↑ J. M. Mislow, M. S. Kim, D. B. Davis, E. M. McNally: Myne-1, a spectrin repeat transmembrane protein of the myocyte inner nuclear membrane, interacts with lamin A/C. In: J Cell Sci. Band 115, Januar 2002, S. 61–70, PMID 11801724.
  5. ↑ J. M. Mislow, J. M. Holaska, M. S. Kim, K. K. Lee, M. Segura-Totten, K. L. Wilson, E. M. McNally: Nesprin-1alpha self-associates and binds directly to emerin and lamin A in vitro. In: FEBS Lett. Band 525, Nr. 1-3, August 2002, S. 135–140, PMID 12163176.
  6. ↑ Q. Zhang, J. N. Skepper, F. Yang, J. D. Davies, L. Hegyi, R. G. Roberts, P. L. Weissberg, J. A. Ellis, C. M. Shanahan: Nesprins: a novel family of spectrin-repeat-containing proteins that localize to the nuclear membrane in multiple tissues. In: J Cell Sci. Band 114, Dezember 2001, S. 4485–4498, PMID 11792814.
  7. ↑ L. L. Gough, J. Fan, S. Chu, S. Winnick, K. A. Beck: Golgi localization of Syne-1. In: Mol Biol Cell. Band 14, Nr. 6, Juni 2003, S. 2410–2424, PMID 12808039.
  8. ↑ Q. Zhang, C. Ragnauth, M. J. Greener, C. M. Shanahan, R. G. Roberts: The nesprins are giant actin-binding proteins, orthologous to Drosophila melanogaster muscle protein MSP-300. In: Genomics. Band 80, Nr. 5, November 2002, S. 473–481, PMID 12408964.
  9. ↑ D. A. Starr, M. Han: Role of ANC-1 in tethering nuclei to the actin cytoskeleton. In: Science. Band 298, Nr. 5592, Oktober 2002, S. 406–409, PMID 12169658.
  10. ↑ C. J. Malone, W. D. Fixsen, H. R. Horvitz, M. Han: UNC-84 localizes to the nuclear envelope and is required for nuclear migration and anchoring during C. elegans development. In: Development. Band 126, Nr. 14, Juni 1999, S. 3171–3181, PMID 10375507.
  11. ↑ K. K. Lee, D. Starr, M. Cohen, J. Liu, M. Han, K. L. Wilson, Y. Gruenbaum: Lamin-dependent localization of UNC-84, a protein required for nuclear migration in Caenorhabditis elegans. In: Mol Biol Cell. Band 13, Nr. 3, März 2002, S. 892–901, PMID 11907270.
  12. ↑ J. Zhang u. a.: Nesprin 1 is critical for nuclear positioning and anchorage. In: Hum Mol Genet. Band 19, Nr. 2, Januar 2010, S. 329–341, PMID 19864491.
  13. ↑ Gregg G. Gundersen, Oliver T. Fackler, Igor Stagljar, G. W. Gant Luxton, Susumu Antoku: FHOD1 interaction with nesprin-2G mediates TAN line formation and nuclear movement. In: Nature Cell Biology. Band 16, Nr. 7, 2014, ISSN 1476-4679, S. 708–715, doi:10.1038/ncb2981, PMID 24880667, PMC 4113092 (freier Volltext).
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