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24.01.2013

Ein Scanner für Erbschäden

Unser Erbgut ist ständigen Schädigungen ausgesetzt, die körpereigene Eiweisse normalerweise reparieren. Ein an der Reparatur beteiligtes Eiweiss funktioniert dabei wie ein Scanner, der das Erbgut dauernd nach Schäden absucht. Forschende am Institut für Veterinärpharmakologie und -toxikologie der Universität Zürich sehen in dieser Schadenserkennung neue Möglichkeiten, um die humane Krebstherapie zu verbessern. 

Unsere DNA wird ständig durch UV-Licht, Giftstoffe oder Stoffwechselprozesse angegriffen. Proteine und Enzyme reparieren die geschädigte DNA laufend. Unerkannte und somit nicht reparierte Schäden des Erbmaterials beschleunigen das Altern, führen zu Krebs sowie Erbkrankheiten. Dass das Protein XPD eine wesentliche Rolle einnimmt, um die DNA-Schadstellen zu finden, hat das Team um den Veterinärpharmakologen und -toxikologen Hanspeter Nägeli entdeckt.

Eiweiss XPD als Scanner

Die Erbinformation wird auf den ungefähr drei Milliarden Basenpaaren Adenin/Thymin bzw. Cytosin/Guanin in der fadenförmigen DNA-Doppelhelix aufgehoben. Die Forschenden zeigen, dass das Protein XPD wie ein Scanner funktioniert, der entlang der DNA-Doppelhelix gleitet und so die Basen nach Schäden absucht. Sobald ein eisenhaltiger Fühler des sich fortbewegenden Proteins auf Schäden trifft, wird es gestoppt, wodurch Schadstellen für die Reparatur markiert werden. Neben der DNA-Reparatur ist XPD auch an der Zellteilung und der Genexpression beteiligt und somit eines der vielseitigsten Zellproteine.

Grundlage für mögliche Therapien

Die DNA-Reparatur schützt das gesunde Körpergewebe vor Schädigungen des Erbgutes, vermindert aber die Wirkung vieler Chemotherapeutika gegen Krebs. «Durch die Schadenserkennung mittels XPD eröffnen sich neue Möglichkeiten, um je nach Bedarf und Zielgewebe die DNA-Reparatur zu stimulieren oder zu unterdrücken», erklärt Hanspeter Nägeli. Die Ergebnisse könnten somit bei der Entwicklung neuer Behandlungen von Krebskrankheiten helfen.

Literatur:

Nadine Mathieu, Nina Kaczmarek, Peter Rüthemann, Andreas Luch, Hanspeter Naegeli. DNA quality control by a lesion sensor pocket of the xeroderma pigmentosum group D helicase subunit of TFIIH. Current Biology. January 24, 2013. doi: 10.1016/j.cub.2012.12.032

Kontakt

Prof. Dr. Hanspeter Nägeli
Institut für Veterinärpharmakologie und -toxikologie
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 87 63

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Der XPD-Scanner (grün) im engen Kontakt mit einer Schadstelle (rot) auf der DNA-Doppelhelix. Der geschädigte Strang liegt in einer tiefen Furche des Proteins, sodass ein eisenhaltiger Fühler (Fe) die Schadstelle berührt, wodurch die Fortbewegung des Proteins entlang der DNA gestoppt wird. (Bild: UZH)

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