Unerwartete Hoffnung für Erkrankungen aufgrund von DNS-Schädigungen
DNS-Schädigungen in Zellen können zu genetischen Erkrankungen und einer Vielzahl von Krebsarten führen. Für die Reparatur von Schädigungen werden durch einen Prozess Reparaturproteine in unserem Körper markiert und an die beschädigte Stelle beordert. Dieser Prozess wird als ADP-Ribosylierung (ADPr) bezeichnet und das Verständnis dieses Prozesses ist entscheidend für die Entwicklung besserer Behandlungen für Erkrankungen wie z. B. Krebs, die durch DNS-Schädigungen bedingt sind. Bis vor Kurzem sind Forschende in ihrem Bemühen, die beteiligten zugrundeliegenden molekularen Mechanismen zu verstehen, jedoch auf Hindernisse gestoßen. Im Rahmen der Forschung, die durch das EU-finanzierte Projekt InVivo_DDR_ADPR (Decoding the DNA damage signalling in C. elegans by proteomic analyses of ADP-ribosylation) unterstützt wurde, wurden unerwartete Erkenntnisse zu diesen Mechanismen gewonnen. Das ursprüngliche Ziel des Projekts bestand in der Kartierung sämtlicher ADPr-Stellen in dem Wurm Caenorhabditis elegans, dessen Genom das erste tierische Genom ist, das vollständig sequenziert wurde. Durch die Kartierung dieser Stellen beabsichtigten die Forschenden die Enthüllung aller molekularen Mechanismen, die an der Reparatur von DNS-Schädigungen beteiligt sind. Doch zu Beginn ihrer Forschung fanden sie heraus, dass sich ADPr-Flags auch an die Aminosäure Serin binden können, sodass Ser-ADPr (Serine ADPr) als eine neue Art von Histonmarkierung enthüllt wurde. Falls die regulatorischen Netze, die diesem Prozess zugrunde liegen, verstanden werden können, sind effektivere Behandlungen für Erkrankungen möglich, die durch DNS-Beschädigungen bedingt sind. „Es mag wie ein kleines Detail erscheinen, aber in der Zellfabrik ist dies ein wichtiger Mechanismus“, sagt Dr. Juan José Bonfiglio, Forscher am Matic-Labor von Projektkoordinator Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften in Deutschland in einer Pressemitteilung, die auf der Website „News Medical“ veröffentlicht wurde. „Es ist, als entdecke man einen neuen Buchstaben in einem Alphabet, das man zu kennen glaubte – nämlich das Alphabet, das die Zelle zum Versenden interner Mitteilungen nutzt.“
Neue Erkenntnisse über die Zellreaktion auf DNS-Schädigungen
Mithilfe der neuen Entdeckung machte sich das Team daran, die biochemische Basis von Ser-ADPr zu beschreiben, indem ermittelt wurde, wie das ADPr-Signal auf die Aminosäure Serin geschrieben und daraufhin wieder gelöscht wird. Die Wissenschaftler zeigten, dass die Serin-Markierung beim Auftreten von DNS-Schädigungen eine zentrale Rolle für die Zellreaktion auf diese Schäden spielt. Neue Instrumente, die im Rahmen der Forschung entwickelt wurden, führten zu zwei Patentanmeldungen, die eine neuartige Methode zur Erstellung ortsspezifischer Antikörper beinhaltet, welche die Detektion spezifischer ADPr-Stellen ermöglicht. „Wir sind davon überzeugt, dass diese Instrumente nicht nur für unsere eigenen Projekte, sondern für die allgemeine Wissenschaftsgemeinde nützlich sein werden“, erklärt Dr. Bonfiglio. Die mit Unterstützung von InVivo_DDR_ADPR erzielten Erkenntnisse haben dazu geführt, dass das bisherige Wissen um die DNS-Reparatur auf den Prüfstand gestellt wird. Sie haben ebenfalls zu neuer Forschung an der ADPr-regulierten Körperreaktion auf DNS-Schädigungen geführt. Wenn Wege zur Verbesserung der DNS-Reparatur gefunden werden könnten, wären bessere Behandlungen für Erkrankungen wie Krebs möglich, die mit DNS-Schädigungen verbunden sind. Weitere Informationen: Website Matic-Labor
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