Bereits 2024 hatte das Team um Prof. Dr. Sandra B. Hake vom Institut für Genetik der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) gezeigt, dass ZNF512B an der Verpackung und Regulation der DNA beteiligt ist. Nun konnten die Forschenden nachweisen, dass das Protein darüber hinaus direkt in die Zellteilung eingreift und die Entwicklung von Stammzellen beeinflusst.
Ein Protein mit überraschend vielen Aufgaben
Damit Zellen ihre genetische Information nutzen können, muss die DNA im Zellkern platzsparend verpackt werden. Diese Verpackung übernimmt das sogenannte Chromatin. Es sorgt nicht nur dafür, dass die DNA in den Zellkern passt, sondern hilft auch dabei, Gene gezielt an- oder abzuschalten. Außerdem spielt Chromatin eine wichtige Rolle bei der Zellteilung.
Hier kommt ZNF512B ins Spiel: Das Protein besitzt acht sogenannte Zinkfingerdomänen und arbeitet unter anderem mit der Histonvariante H2A.Z und dem Chromatin-regulierenden Proteinkomplex NuRD zusammen. In ihrer ersten Studie konnten die Forschenden zeigen, dass ZNF512B mit einem kurzen Motif an das NuRD-Protein RBBP4 bindet und die Aktivität bestimmter Gene negativ beeinflusst. Außerdem kann ZNF512B bei einem Überschuss dazu führen, dass sich Chromatin sehr stark verdichtet.
Die aktuelle Studie zeigt nun: ZNF512B ist auch ein wichtiger Regulator der Zellteilung. Das Protein verbindet sich mit Strukturen der sogenannten mitotischen Spindel, die während der Zellteilung dafür sorgt, dass die Chromosomen korrekt auf die beiden Tochterzellen verteilt werden. Dabei kommt es offenbar auf die richtige Menge von ZNF512B an: Zu viel Protein kann die Zellteilung drastisch stoppen, während zu wenig ZNF512B zu einer beschleunigten Zellteilung führt.
Wichtig für die Entwicklung von Stammzellen
Auch bei der Entwicklung von Stammzellen spielt ZNF512B eine entscheidende Rolle: Das Team konnte zeigen, dass das Protein für die Differenzierung von embryonalen Maus-Stammzellen in schlagende Herzmuskelzellen und in Zellen der Neuralleiste benötigt wird.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass ZNF512B deutlich mehr Aufgaben hat als bisher angenommen. Das Protein verbindet die Regulation der DNA und der Genexpression mit grundlegenden Prozessen wie Zellteilung und Zelldifferenzierung“, sagen Prof. Dr. Sandra B. Hake und Dr. Tim M. Wunderlich.
Die Studie identifiziert ZNF512B damit als wichtigen Bestandteil der H2A.Z/NuRD-Achse und als zentralen Regulator von Genprogrammen, die für die Entwicklung verschiedener Zelltypen erforderlich sind.
Mögliche Bedeutung für Erkrankungen
Besonders interessant sind die Ergebnisse auch mit Blick auf Erkrankungen des Nervensystems. ZNF512B ist unter anderem bei der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) verändert. Ob und wie das Protein zur Entstehung oder zum Verlauf solcher neurodegenerativen Erkrankungen beiträgt, will das Forschungsteam künftig genauer untersuchen.
Justus-Liebig-Universität Gießen
Originalpublikation:
Lena W Paasche, Nadine Daus, Johannes J Groos, Felix Diegmüller, Carlotta Kreienbaum, Erekle Kobakhidze, Jie Lan, Jörg Leers, Stefanie Wunderlich, Marion Scheibe, Falk Butter, Annette Borchers, Joel P Mackay, Tim Marius Wunderlich, Sandra B Hake, ZNF512B associates with mitotic spindles, regulates metaphase exit, and is crucial for stem cell differentiation, Nucleic Acids Research, Volume 54, Issue 15, 27 August 2026, gkag802, https://doi.org/10.1093/nar/gkag802
