Wissenschaftler begreifen DNA-Reparatur "Schere"

Die Wissenschaftler von Cancer Research UK haben ein Schlüsselprotein entdeckt, mit dem Zellen ihre DNA reparieren und uns vor Krebs schützen können, so ein Bericht in Science1 verrät.

Wenn sich Zellen teilen, entstehen Brüche in ihrer DNA, die, wenn sie nicht repariert werden, letztendlich zu Krebs führen können. Ein wichtiger Reparaturmechanismus, die homologe Rekombination genannt, funktioniert, um diese Brüche zu beheben, aber bis jetzt hatten die Wissenschaftler die Identität der beteiligten Proteine ​​in den letzten Stadien des Prozesses nicht erkannt.

Während der Rekombination werden die Chromosomen verbunden und tauschen Segmente der genetischen Information aus. Jetzt haben die Forscher ein Schlüsselprotein identifiziert, das Teil der "Schere" ist, die die beiden Chromosomen auseinander schneidet, sobald der Schaden behoben ist. Dieser grundlegende Einblick in den Reparaturprozess - der Höhepunkt einer 15-jährigen Suche - könnte zukünftige Ziele zur Zerstörung der Fähigkeit von Krebszellen, sich selbst zu reparieren, bieten und die Wirksamkeit von Medikamentenbehandlungen und Strahlentherapie verbessern.

Die DNA-Reparatur ist entscheidend für die Erhaltung der Genomstabilität und verhindert, dass Tumore durch Fehler in der DNA entstehen. Aber sobald der Krebs sich entwickelt hat, können die gleichen Reparaturprozesse zu einem Feind im Kampf gegen die Krankheit werden. Chemotherapie und Strahlentherapie arbeiten, indem sie DNA-Schäden induzieren, aber Krebszellen sind in der Lage, DNA-Reparaturprozesse zu nutzen, um die Effekte dieser Behandlungen umzukehren.

Forscher am London Research Institute von Cancer Research UK untersuchten einen wichtigen Reparaturprozess, der als homologe Rekombination bezeichnet wird. Dies repariert DNA-Brüche, indem eine der beiden Kopien jedes Chromosoms in der Zelle als Vorlage verwendet wird, um Brüche in der beschädigten Kopie zu reparieren.

Bei der homologen Rekombination werden zwei komplementäre Chromosomen an einem als Holliday Junction bekannten Punkt zusammengehalten. Bruchstellen der DNA werden mit den Informationen auf dem unbeschädigten Chromosom repariert. Die beiden Chromosomen werden dann zerschnitten oder gespalten - und für dieses Spaltungsverfahren ist das Protein RAD51C so wichtig.

Das Team hat herausgefunden, dass RAD51C eine Schlüsselkomponente des molekularen Scissors ist, der die zwei Chromosomen voneinander trennt und den Rekombinationsprozess abschließt.

Dr. Stephen West sagt: "Dies ist ein großer Schritt vorwärts, um ein wichtiges Stadium der DNA-Reparatur zu verstehen. Die Ergebnisse sind der Höhepunkt einer langen Suche, da es nicht einfach ist, einzelne Proteine ​​von den Myriaden der Zellen zu isolieren.

"Obwohl die Ergebnisse nicht direkt zu Krebsbehandlungen führen werden, geben uns diese neuen Erkenntnisse ein besseres Verständnis darüber, wie menschliche Zellen Schäden an ihrer DNA reparieren. Wenn wir verstehen können, wie diese Prozesse auf molekularer Ebene funktionieren, können wir vielleicht etwas entwickeln neue Wege, die Reparatur zu verhindern und die Krebstherapie zu verbessern. "

Dr. Wests Team fand heraus, dass die in Extrakten aus menschlichen Zellen vorhandene Scherenaktivität verloren ging, wenn Antikörper zum Aufwischen von RAD51C verwendet wurden. Aber als sie RAD51C wieder in die Extrakte einfügten, stellten sie fest, dass die Chromosomentrennung wiederhergestellt wurde. Sie fanden auch, dass die Scherenaktivität in mutanten Zellen, in denen RAD51C defekt war, reduziert war.

Professor Robert Souhami, Direktor für klinische und externe Angelegenheiten bei Cancer Research UK, sagt: "Viele Krebstherapien wirken tödliche DNA-Schäden in Krebszellen. Aber wenn Krebszellen beschädigte DNA reparieren können, können sie oft die Wirkung der Behandlung überleben Wir verstehen die vielen Wege, auf denen die DNA-Reparatur zustande kommt. Wir können nach neuen Wegen suchen, den Prozess in Krebszellen zu hemmen und sie anfälliger für Behandlungen zu machen.

"Das Team hat lange gesucht, um dieses wichtige DNA-Reparaturprotein zu finden - und hat unserem fundamentalen Verständnis von Zellen und ihrer Aufrechterhaltung der Integrität der DNA viel hinzugefügt."

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