Daniel Gerlich befasst sich in seiner Arbeit mit einer der grundlegendsten Fragen der Biologie: Wie organisieren und vererben Zellen ihr genetisches Material? Die Chromosomen selbst durchlaufen tiefgreifende strukturelle Veränderungen: Während des größten Teils des Zellzyklus füllen die Chromosomen den Zellkern als lockere, dekomprimierte Struktur aus, wodurch die genetische Information in der DNA zugänglich wird und exprimiert werden kann. Wenn sich die Zelle allerdings auf die Zellteilung vorbereitet, muss sich jedes Chromosom zu einer separaten kompakten Struktur verdichten, sodass es an die Tochterzellen weitergegeben werden kann. Während die morphologische Reorganisation der Chromosomen bereits vor über einem Jahrhundert beobachtet wurde, waren die molekularen Mechanismen, die die Verdichtung und Trennung der Chromosomen vorantreiben, bislang völlig unbekannt.

Mit einer innovativen Kombination aus Hochdurchsatz-Mikroskopie, Biophysik und Genomik haben Daniel Gerlich und seine Arbeitsgruppe wichtige Mechanismen entdeckt, die die Chromosomenorganisation während der Zellteilung steuern. Eine von Gerlichs bedeutendsten Durchbrüchen war die Identifizierung von Ki-67, einem Protein, das während der Mitose das Verklumpen der Chromosomen verhindert.

Darüber hinaus hat seine Forschung neue Erkenntnisse über die Bildung des Zellkerns nach der Zellteilung geliefert – ein entscheidender Prozess, der die korrekte Funktion des Genoms ermöglicht. Seine Entdeckungen zu den Mechanismen des Zellkernaufbaus, einschließlich der Rolle der Ki-67-Deaktivierung und eines neu identifizierten BAF-Chromatin-Netzwerks, haben zum Verständnis beigetragen, wie aus einem Satz separater Chromosomen ein funktionsfähiger Zellkern entsteht. Zudem haben seine wegweisenden Techniken zur DNA-Markierung und Sequenzierung die komplexe Faltung duplizierter Chromosomen enthüllt und somit neue Wege zur Erforschung der Genomstabilität eröffnet.

Gerlichs Forschung hat neue Erkenntnisse darüber geliefert, wie große DNA-Moleküle räumlich und mechanisch innerhalb der Zellen kontrolliert werden. Der Schrödinger-Preis würdigt diese bahnbrechenden Beiträge, die einen Meilenstein auf dem Gebiet der Genomorganisation darstellen. "Diese Anerkennung würdigt das Engagement und die Kreativität meines Teams. Unsere gemeinsamen Anstrengungen haben es uns ermöglicht, das Wissen über die Genomorganisation wesentlich zu erweitern", sagt Daniel Gerlich. "Wir freuen uns darauf, unsere Entdeckungsreise auf diesem spannenden Gebiet fortzusetzen."

Quelle: IMBA – Institut für Molekulare Biotechnologie