Molekularbiologen aus Heidelberg zeigen, wie die Nährstoffversorgung der Zellen deren Reaktion auf beschädigte DNA zu beeinflussen.
Zellen sind im Allgemeinen in der Lage, spontane Schaden in ihr genetisches Material entsteht reparieren. Unglücklicherweise ist die DNA- Reparaturvorgang nicht perfekt und manchmal beschädigt DNA an neu hergestellten Zellen bestanden . Ein Team von Forschern am Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg ( ZMBH) hat vor kurzem festgestellt, dass in Hefezellen , die Menge an Nährstoffen, die Zellen ausgesetzt sind, können DNA- Überwachung und Reparaturmechanismen und damit die Qualität der DNA beeinflussen. Nach Angaben der Forschungsgruppenleiter , Dr. Brian Luke , könnte dies zu neuen Strategien führen zu Krebstherapien zu verbessern. Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift " Cell Reports " veröffentlicht.
Zellen beherbergen genetische Material in der Form von DNA, die alle für das Funktionieren der Zelle erforderlichen Informationen enthält. Jedes Mal, wenn eine Zelle dieser Informationen teilt muss genau kopiert werden, so dass der neu hergestellten Zelle erhält eine perfekte Nachbildung damit auch er richtig funktionieren kann. Die Vererbung von beschädigter DNA muss jedoch verhindert werden. Um veränderte DNA erkennen und verhindern, dass es immer auf die Tochterzellen weitergegeben werden, haben Zellen Überwachungsmechanismen oder Kontrollpunkte entwickelt. Checkpoints stoppen Zellen durch Teilung; so dass mehr Zeit für die Zelle, um beschädigte genetische Material zu reparieren. In einigen Fällen jedoch kann die DNA nicht effizient repariert obwohl die Checkpoints aktiviert worden sein. Wenn DNA-Schäden bleibt für eine sehr lange Zeit die Zellen schließlich wiederum die Checkpoints ab ohne zu warten, die DNA, um repariert zu bekommen. Dieser Prozess, der als Anpassung bezeichnet wird, mag zunächst vorteilhaft, der Zelle, weil sie endlich wieder zu wachsen. ", Um den gesamten Organismus ist jedoch die Anpassung oft gefährlich, da die nicht reparierten DNA kann zu Krankheiten wie Krebs führen", betont Dr. Luke.
Die Molekularbiologen Julia Klermund und Katharina Bender im Team von Brian Luke haben einen Weg gefunden, um Zellen vor dem Ausschalten des Checkpoint zu verhindern und erhöhen somit die für die Reparatur zur Verfügung stehende Zeit gefunden, während gleichzeitig verhindern, beschädigte DNA aus immer auf neu gemacht Zellen weitergegeben . Die Forscher fanden heraus, dass die Menge an Nährstoffen in der Zellumgebung ist ein wichtiger Faktor für diesen Prozess zu beeinflussen. Wenn Zellen mit DNA-Schäden sind auf ein niedriges Niveau von Nährstoffen ausgesetzt, sie nicht passen und stattdessen weiterhin mit einem aktiven Checkpoint vollständig verhaftet. Der gleiche Effekt wurde beobachtet, wenn Zellen mit DNA-Schädigung wurde mit dem Arzneimittel "Rapamycin", die metabolische Signalisierung und daher ahmt Nährstoffmangel hemmt behandelt. "Die Zellen, die in nährstoffarmen Bedingungen am Ende als viel mehr lebensfähig, wahrscheinlich, weil sie für das beschädigte DNA, bevor Sie wieder trennen gewartet, repariert werden", erklärt Julia Klermund. "Wir glauben, dass Hoch Nährstoffe drängen Zellen zu wachsen und sich vermehren, auch wenn die Zellen nicht, zB mit beschädigter DNA. Niedriger Nährstoffbedingungen wahrscheinlich dafür sorgen, dass Zellen nur" Risiko "Teilung, wenn die DNA vollständig repariert worden", ergänzt Dr. Luke.
Nach Angaben der Wissenschaftler Heidelberg hat die Forschung aus den USA kürzlich gezeigt, dass Nährstoffmangel oder Rapamycin -Behandlung kann Zelle Lebensdauer zu verlängern und auch zur Verbesserung der Wirksamkeit von bestimmten Arten von Chemotherapie . Brian Luke glaubt, dass die Studie am ZMBH können wichtige mechanistische Details darüber, wie diese Effekte werden erreicht, und gibt Hinweise für die weitere Verbesserung hinzuzufügen. Dr. Luke ist ein Mitglied der DKFZ-ZMBH -Allianz , einer strategischen Zusammenarbeit zwischen dem Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) und dem Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg. Die Arbeitsgruppe von Dr. Luke ist Mitglied des Netzwerk Alternsforschung ( NAR) . Diese Arbeit wurde zunächst von FRONTIER -Programm der Universität Heidelberg und schließlich von der Sonderforschungsbereich " Cellular Überwachung und Schadens Response" (SFB 1036) finanziert. Julia Klermund und Katharina Bender sind Doktoranden im Team von Brian Luke.