Reparaturarbeiten an der DNA
In vergangenen Arbeiten wurde bereits festgestellt, dass mehr als 500 der rund 20.000 menschlichen proteinkodierenden Gene nur für Reparaturarbeiten zuständig sind. Sei es Knoten zu entwirren oder aufgrund eines Risses neue Verbindungen zu knüpfen, die DNA-Reparatur ist ein zentraler Bestandteil des täglichen Überlebens unserer Zellen. Forschende um Prof. Jacob Corn, Genombiologe an der ETH Zürich haben eine umfassende Analyse der Wechselwirkungen dieser Reparaturgene gestartet mit interessanten Erkenntnissen.
150.000 untersuchte Genpaare
Für ihre Forschung hat das Team menschliche Zellen in Zellkulturen gentechnisch verändert, um immer zwei Reparaturgene gleichzeitig auszuschalten um so die damit verbundenen Änderungen und Abhängigkeiten beobachten zu können. So wurden fast 150.000 verschiedene Kombinationen untersucht, denn in der Regel genügt es nicht, nur ein Gen zu inaktivieren, um einen Effekt festzustellen. Denn „die menschliche Zelle liebt Redundanz“, erläutert Corn: In der Regel übernimmt bei einem inaktivierten Gen ein anderes dessen Aufgabe. Doch wenn auch das Backup nicht mehr funktioniert, geht die Funktion der Reparatur verloren.
Ist die Funktion verloren, häufen sich immer mehr Schäden an, bis die Zellen irgendwann nicht mehr lebensfähig sind. In der aktuellen Untersuchung geschah das bei etwa 5000 untersuchten Genpaaren. Für zwei solcher Genpaare stellte das Team eine detaillierte Analyse der Wechselwirkungen und molekularen Interaktionen zusammen. Damit zeigen sie Verbindungen, die bisher völlig unbekannt waren, für die Zellen jedoch essenziell ist.
Angriffspunkte für Krebstherapie
Neben diesen grundlegenden Erkenntnissen entdeckten sie auch spezifischere Anhaltspunkte für die Krebstherapie. Denn Krebszellen weisen mehr Mutationen auf als andere Zellen, wodurch oft viele der Reparaturgene bereits ausgeschaltet sind. „Mit unserer Suche haben wir aufgezeigt, welche zusätzlichen Gene inaktiviert werden müssen, um das Wachstum der Krebszellen zu unterbinden“, sagt John Fielden, einer der beiden Erstautoren der Studie.
Die wissenschaftliche Arbeit weist diverse Schwachstellen und molekulare Angriffspunkte auf, die mit Medikamenten blockiert werden können. Diese Schwachstellen müssen jedoch zunächst getestet werden. Die Resultate sind öffentlich zugänglich, damit andere Wissenschaftler darauf zugreifen können. „Wir haben aufgezeigt, welche Wege durch den dunklen Wald führen“, so Corn. „Jetzt ist es ein Leichtes, diese Wege abzuschreiten.“
Quelle: idw
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