Köln | Ein Kölner Forschungsteam hat herausgefunden, wie der Alterungsprozess und die Krebsentstehung bekämpft werden könnten. Der Dream-Proteinkomplex hindert menschliche Körperzellen daran, Schäden im Erbgut zu reparieren. Die Kölner Forscher:innen zeigen, dass sich auch normale Körperzellen optimal reparieren können, wenn dieser Komplex ausgeschaltet wird.
Dem Forschungsteam ist es erstmals gelungen, diesen Proteinkomplex pharmakologisch auszuschalten. „Wenn wir den sogenannten DREAM-Komplex in den Körperzellen hemmen, wird eine größere Menge der Reparaturmaschinerien hergestellt, was die Körperzellen sehr widerstandsfähig gegenüber den verschiedensten Arten der DNA-Beschädigungen macht“, so Professor Dr. Björn Schumacher, Direktor des Instituts für Genomstabilität in Alterung und Erkrankung am CECAD Exzellenzcluster für Alternsforschung der Universität zu Köln, in einem schriftlichen Statement.
In unserem Körper ist es die DNA, die unsere gesamte Erbinformation enthält. Diese muss daher gut geschützt werden. Dennoch kommt es häufig vor, dass die DNA beschädigt wird – ob durch Umwelteinflüsse oder den regulären Stoffwechsel. Daher ist die Reparatur der DNA von großer Bedeutung für die Stabilität des Erbgutes und das Funktionieren der Zellen.
Schäden der DNA können zu Altern und Krankheiten führen
Wenn unser Erbgut von Generation zu Generation weitergegeben wird, wird es in den Keimzellen, also den Eizellen und Spermien in besonderer Weise geschützt. In diesen Keimzellen arbeiten genauste DNA-Reparaturmechanismen. Diese stellen sicher, dass lediglich minimale Veränderungen im Erbgut an die Nachkommen weitergegeben werden. Auch in den eigenen Körperzellen wird die DNA stetig repariert, jedoch nur für die Dauer des Lebens eines Menschen.
Es ist jedoch möglich, dass Kinder mit eingeschränkt funktionierenden DNA-Reparatursystemen geboren werden. Sie altern meist schneller und können zudem in der Kindheit altersbedingt Krankheiten, wie etwa Arterienverkalkungen entwickeln. Außerdem haben die Kinder in manchen Fällen ein erhöhtes Krebsrisiko.
„Dream“ Proteinkomplex verhindert Reparatur in Körperzellen
Das Team um den Kölner Genetiker Professor Dr. Björn Schumacher erforschte, warum Körperzellen eine schlechtere DNA-Reparatur haben als Spermien und Eizellen. Anhand des Fadenwurms „Caenorhabditis elegans“ fanden sie heraus, dass der proteinkomplex die Mengen an DNA-Reparaturmaschinen in den Körperzellen begrenzt: Der Komplex setzt sich vor die Baupläne auf die DNA, die die Anleitungen für die Reparaturmaschinen beinhalten. Dadurch wird verhindert, dass sie in großen Mengen hergestellt werden. Keimzellen hingegen haben keinen „Dream“-Komplex.
Wie kann der „Dream“-Komplex ausgeschaltet werden?
In weiteren Experimenten stellten die Forscher:innen fest, dass der Proteinkomplex in gleicher Weise bei menschlichen Zellen funktioniert. Zudem fanden sie eine Möglichkeit den „Dream“-Komplex mit einem pharmakologischen Wirkstoff außer Kraft zu setzen.
„Wir waren sehr erfreut, dass wir hier den gleichen Effekt wie in C. elegans gesehen haben. Die menschlichen Zellen waren nach der Behandlung viel widerstandfähiger gegenüber DNA-Schäden“, so Arturo Bujarrabal, ein Postdoc in Schumachers Team und Erstautor der Studie, in einem schriftlichen Statement.
So wirkte die Behandlung mit dem Proteinkomplex-Hemmer bei Mäusen ebenfalls. Mit Hilfe des pharmakologischen Wirkstoffs konnte die DNA in der Netzhaut von Mäusen repariert werden und die Funktion des Auges erhalten werden. Die Forschenden arbeiteten mit Mäusen, die wie manche Menschen vorzeitig altern.
Die Studie wurde am Institut für Genomstabilität in Alterung und Erkrankung am CECAD Exzellenzcluster für Alternsforschung der Universität zu Köln durchgeführt.
agr
