Forscher von der Universität Kopenhagen haben festgestellt, ein bestimmter Mechanismus, der schützt unsere Zellen, die aus natürlichen DNA-Fehler – ‚enemy within‘ – das konnte dauerhaft beschädigen unserem genetischen code, und führen zu Krankheiten wie Krebs. Die Studie ist soeben in Nature Cell Biology.
Forscher von der Universität Kopenhagen haben einen Mechanismus entdeckt, gibt menschlichen Zellen eine chance zu stoppen, häufen sich Mutationen in Zellen replizieren und teilen sich in die Körper. Die Entdeckung könnte sich als sehr nützlich erweisen bei der Entwicklung von neuen Therapien gegen Krankheiten, die durch Veränderungen in der menschlichen DNA wie Krebs.
Zu begrenzen, schädliche Veränderungen im genetischen code führen können, um mögliche Krankheiten, die Zellen in unserem Körper beruhen auf einem natürlichen Abwehrmechanismus. Die neue Studie zeigt, wie spezialisierte Proteine umschließen und schützen die geschädigte DNA und ‚escort‘ es, bis der Schaden repariert werden kann. Die Forscher entdeckten, dass dieser Prozess beruht auf präzises timing und sorgfältige Kontrolle innerhalb der Zellen.
„Wir entdeckten einen spezifischen Mechanismus, der in menschlichen Zellen, verzögern die Vermehrung von DNA-Schäden in den folgenden Generationen der Teilung von Zellen. Diese Entdeckung hilft uns zu verstehen, wie unser Körper sich schützen vor vielen Arten von Krebs“, sagt Professor Jiri Lukas, Leiter der Chromosom-Stabilität und Dynamik der Gruppe und Executive Director des Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research der Universität Kopenhagen.
Verteidigung gegen einen Feind innerhalb
Krebs entwickelt sich typischerweise aus Zellen mit beschädigter DNA. Es ist bekannt, dass Tabakrauch oder UV-Licht verursacht Lungen-oder Hautkrebs, die gerade aufgrund Ihrer Fähigkeit, die DNA-Schäden. Aber schlimm diese auch sein mag, die Hoffnung in diese Umwelt-verursachte Krebserkrankungen ist, dass wir uns bewusst sind, von Ihrer Herkunft und können somit drastisch reduzieren das Risiko einfach durch das wegwerfen von Zigaretten oder Abschirmung selbst gegen übermäßige Sonneneinstrahlung.
Was weniger bekannt ist, dass eine problematische Quelle von DNA-Schäden ist die normale zelluläre Prozesse wie DNA-Replikation. Diese können nicht vermieden werden, da Sie zwangsläufig in Aktion zu jeder Zeit Zellen teilen. Das Ausmaß dieses problem ist am besten, indem wir erkennen, dass unsere Körper sind durch die aufeinander folgenden Abteilungen der Billionen von Zellen, die alle mit Ursprung aus einer einzigen befruchteten Eizelle. Jeden Tag, ein Viertel von einer Billion Zellen im Erwachsenen menschlichen Körper immer weiter teilen, um wieder aufzufüllen, alte oder beschädigte Gewebe. Unter der Vielzahl von DNA-Schäden, die während jeder solche Zellteilung, die gefährlichsten sind jene, die weitergegeben werden können, die von der Mutter Zellen neu geboren Tochter Zellen. Dieser vererbte DNA-Schäden ist das eigentliche ‚Feind im inneren‘, die man nicht einfach vermeiden, indem eine Anpassung der Lebensweise.
Vererbbare DNA-Schäden als eine Quelle von Krebs
Die neue Entdeckung ist ein Ergebnis von vielen Jahren Arbeit und ist verwurzelt in der die Feststellung gemacht, das vor acht Jahren von der gleichen Gruppe (auch veröffentlicht in Nature Cell Biology). Im Jahr 2011, Jiri Lukas‘ Gruppe gefunden, die vererbte DNA-Schäden, verursacht durch Probleme während der DNA-Replikation ist geschützt in spezialisierten Organellen (wörtlich übersetzt „kleine Organe‘; in der Praxis werden sub-zellulären Kompartimenten mit einer bestimmten Funktion) namens “ 53BP1 nukleare Einrichtungen.
In der neuen Studie nahmen die Forscher Vorteil, Ihre Fähigkeit zur Beschriftung der 53BP1 nuklearen Einrichtungen in lebenden menschlichen Zellen mit fluoreszierenden Farbstoffen, und dann folgte Sie unter dem Mikroskop über mehrere aufeinanderfolgende Generationen. Dies machte es möglich, für die erste Zeit zu beobachten das Schicksal des ererbten DNA-Schäden, welche direkt aus der Zeit der generation, die in Mutter-Zellen zu Ihrer endgültigen Bestimmung in Tochterzellen. Es war eine wahre tour-de-force-tracking in lebenden Zellen unter dem Mikroskop für viele Stunden, sogar Tage, ist eine sehr anspruchsvolle Aufgabe, die nur wenige Labore in der Welt tun können.
Die Forscher fanden heraus, dass die Tochter-Zellen sind gut gerüstet für die Herausforderungen des Lebens zu mobilisieren und 53BP1 nuklearen Einrichtungen zu ‚escort‘ – die ererbte DNA-Läsionen zu einem sehr späten Stadium Ihrer Teilung Zyklus, wenn Sie sich kompetent für einen letzten Versuch zu reparieren, geerbte DNA-Läsionen.
Die Forscher fanden auch, dass die molekularen Schlüssel Teil diese Reparatur-toolkit‘ ist ein Enzym namens RAD52, die als ein Ergebnis dieser Studie jetzt qualifiziert sich als ein wahres Mitglied der Tumor-suppressor-Familie von Proteinen, dass die Wachen unsere DNA gegen Krebs-prädisponierenden Mutationen.
„53BP1 nuclear bodies Verzögerung der Zellteilung in den Tochterzellen zu erreichen, um die einzige noch Verbleibende Zeit in Ihrem Lebenszyklus, wenn Sie können Flicken DNA-Läsionen, Ihre Mutter verursacht, konnte aber nicht beheben. Diese zweite chance ist wichtig, weil es auch die Letzte. Wir haben vorhergesagt und anschließend experimentell dokumentiert, dass ein Ausfall dieser zweiten chance, wandelt sich die anfänglich heilbar ist, DNA-Schäden zu einer, die nicht mehr behoben werden. Ansammlung von solchen Pannen könnten zu Krankheiten führen, darunter Krebs,“, sagt Assistant Professor Kai John Neelsen von der Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research.
Dieses wissen kann sich als entscheidend erweisen für die Verbesserung der Krebs-Therapie. Wie viele Krebs-Medikamente schädigen die DNA von sich schnell teilenden Krebszellen, Verständnis, das timing und die Mechanismen zur Reparatur von DNA ist von wesentlicher Bedeutung in der Entwicklung neuer Medikamente und Minimierung der Nebenwirkungen von aktuellen Therapien.
„Unsere Arbeit zeigt, auf unerwartete Weise in die Zellen befassen sich mit vererbten DNA-Schäden. Mit der Identifizierung der wichtigsten Proteine, die das fahren dieses Prozesses, wir haben den Grundstein gelegt für die Untersuchung der möglichen therapeutischen Anwendungen,“ sagt Postdoc Julian Spies von der Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research der Universität Kopenhagen.