Zentromere behalten trotz Mutationen ihre Funktion

25/09/2026 Forschung

In Nature publizierte Studie zeigt, dass sich Zentromer-DNA sehr schnell und umfassend ändern, ihre Funktion dabei aber erhalten bleibt.

Zentromere sind spezielle Bereiche der Chromosomen, die bei der Zellteilung dafür sorgen, dass die Chromosomen korrekt auf die Tochterzellen verteilt werden. Damit erfüllen sie eine der ältesten und wichtigsten Funktionen bei der Zellteilung. Doch trotz dieser Funktion, die während der Evolution seit fast zwei Milliarden Jahren erhalten geblieben ist, entwickelten sich die DNA-Sequenzen, aus denen die Zentromere bestehen, außerordentlich schnell weiter. Ein internationales Forschungsteam um CEPLAS-Mitglied Korbinian Schneeberger, fand nun heraus, wie relativ kleine Mutationen die enormen Unterschiede zwischen den Zentromeren hervorrufen.

„Zentromere sind viel dynamischer, als es von einer Region des Genoms mit einer so wesentlichen Funktion erwartbar wäre“, sagt Xiao Dong, CEPLAS Forscherin und Erstautorin der Studie. „Gleichzeitig sind die Mutationen bemerkenswert strukturiert: Sie verändern das Zentromer, bewahren dabei aber seine grundlegende repetitive Organisation.“

Simulationen zeigten, dass bereits relativ kleine Mutationen über viele Generationen hinweg zu sehr großen Veränderungen führen können. Aus vielen einzelnen Veränderungen entstehen dadurch schließlich DNA-Blöcke, die Hunderttausende bis Millionen von Basen umfassen und den großen Unterschieden zwischen natürlichen Zentromeren ähneln. Die Studie zeigt somit, dass die auffällige Vielfalt der Zentromere („Zentromer-Paradoxon“) nicht durch wenige große genetische Veränderungen entstehen muss, sondern sich schrittweise aus vielen kleinen, aber charakteristischen Mutationen entwickelt hat.

Pressemitteilung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Originalpublikation:

Xiao Dong, Wen-Biao Jiao, Lara Goldkuhle, Fernando Rabanal, Samija Amar, Matthew T. Parker, José A Campoy, Yueqi Tao, Bruno Huettel, Jurriaan Ton, Lisa M. Smith, Holger Puchta, Detlef Weigel, and Korbinian Schneeberger. „The mutational dynamics of the Arabidopsis centromeres“, Nature (2026) https://doi.org/10.1038/s41586-026-11046-w

Zurück