Neuer Mechanismus der Genominstandhaltung aufgeklärt

10.08.2012: Forscher am Institut für Immunologie der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der TU Dresden konnten jetzt zeigen, dass bei der Verdoppelung des Erbgutes vor der Zellteilung regelmäßig Fehler gemacht werden, die die Stabilität des Genoms bedrohen. Statt der normalen DNS-Bausteine werden von den Replikationsenzymen oftmals fälschlicher Weise RNS-Bausteine eingebaut. Diese sind den DNS-Bausteinen zwar ähnlich, vermindern jedoch die chemische Stabilität des DNS-Fadens.

Das Leben von Säugetieren hängt entscheidend davon ab, dass bei einer Zellteilung eine intakte Kopie des Erbgutes, also der chromosomalen Desoxyribonukleinsäure (DNS), an die Tochterzellen weitergegeben wird. Da die riesigen DNS-Moleküle permanenter Schädigung durch zum Beispiel Sonnenlicht, radioaktive Strahlung und Chemikalien ausgesetzt sind, widmen alle Zellen der Instandhaltung des Genoms erhebliche Energie.

Wie die Arbeitsgruppe von Professor Axel Roers in der aktuellen Ausgabe des Fachblattes „Journal of Experimental Medicine“ berichtet, hat das Enzym RNase H2 die Aufgabe, die RNS-Bausteine aus der DNS zu entfernen. Ein gentechnisch herbeigeführter Enzymdefekt resultierte in stark erhöhten Zahlen von RNS-Bausteinen im Erbgut, einer Aktivierung der DNS-Reparaturmaschinerien und einer Blockade der Zellteilung mit tödlichen Folgen für den Säugetierorganismus. Eine Konkurrenzarbeit einer schottischen Arbeitsgruppe mit ähnlichen Ergebnissen erschien wenige Wochen zuvor im Fachblatt „Cell“. Beide Gruppen hatten ursprünglich an der Rolle von erblichen RNase H2-Defekten bei der Entstehung von Autoimmunerkrankungen wie dem Lupus erythematodes gearbeitet und waren dabei auf die Funktion des Enzyms in der Erhaltung der Genomstabilität gestoßen.

Die Arbeitsgruppe von Professor Roers ist Teil des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft am Dresdner Universitätsklinikum geförderten interdisziplinären Forschungsverbundes KFO 249 „Defekte des angeborenen Immunsystems bei autoinflammatorischen und autoimmunologischen Erkrankungen“, in dem die Wissenschaftler gemeinsam an der Aufklärung von Krankheitsmechanismen genetisch verursachter entzündlicher Erkrankungen arbeiten.