Zellschäden und ihre Folgen

Nr. 33 • 2. März 2010

Einen entscheidenden Schritt bei der Aufklärung der Überlebensantwort von Zellen nach einer Schädigung der DNA konnte kürzlich die Arbeitsgruppe von Prof. Lienhard Schmitz am Institut für Biochemie der Justus-Liebig-Universität Gießen machen. Die in der Februar-Ausgabe der Zeitschrift „Molecular Cell“ berichteten Befunde beschreiben die Identifizierung eines Moleküls namens IKK-epsilon als einen wichtigen Baustein des Überlebensprogramms von Zellen. Dabei handelt es sich um ein Protein, das bisher nur mit der Abwehr von Virusinfektionen in Zusammenhang gebracht wurde. Die Mitarbeiter des Instituts Dr. Florian Renner und Rita Moreno konnten jetzt die molekularen Mechanismen aufklären, die von diesem Enzym benutzt werden, um das Überleben von Zellen zu sichern.

Die DNA (Desoxyribonukleinsäure) ist ein langes, verdrilltes, strickleiterförmiges Molekül, das in jeder menschlichen Zelle vorliegt und insgesamt die erstaunliche Länge von zwei Metern pro Zelle aufweist. Sie speichert unsere Erbinformationen und liegt im Zellkern stark aufgefaltet vor, ist aber auch immer wieder schädigenden Einflüssen ausgesetzt. So können unterschiedliche Agenzien wie UV-Strahlung im Sonnenlicht oder auch Medikamente, die bei der Krebstherapie eingesetzt werden, zu DNA-Schäden führen. Die Schädigung äußert sich in Brüchen der beiden DNA-Stränge, was verheerende Wirkung auf die betroffene Zelle hat. Wenn der Schaden zu groß wird, stirbt die Zelle schließlich ab. Dieses Absterben ist beispielsweise auch dafür verantwortlich, dass sich zu stark geschädigte Hautschichten nach einem starken Sonnenbrand ablösen. Therapeutisch gewünscht ist dieses durch DNA-Schäden ausgelöste „Todesprogramm“ für Zellen bei der Behandlung von Tumorerkrankungen. Hier führt eine bestimmte Klasse von Chemotherapeutika zu Strangbrüchen der DNA von schnell wachsenden Tumorzellen und löst deren Absterben aus.

Warum aber führt ein Sonnenbrand manchmal zum Absterben der Hautzellen und manchmal nicht? In der Tat löst die DNA-Schädigung zwei gleichzeitig ablaufende Programme aus, ein „Todesprogramm“ und ein „Überlebensprogramm“ für die Zellen. Das dominante Programm führt letztlich zur Entscheidung über Leben oder Tod der Zelle. Die Mitarbeiter des Instituts für Biochemie der Universität Gießen, Dr. Florian Renner und Rita Moreno, konnten jetzt die molekularen Mechanismen aufklären, die von diesem Enzym benutzt werden, um das Überleben von Zellen zu sichern. Die Ergebnisse wurden in der Februar- Ausgabe der Fachzeitschrift „Molecular Cell“ publiziert.

• Titel der Veröfffentlichung:

Renner, F., Moreno, R. and M.L. Schmitz (2010) SUMOylation-dependent localization of IKK-epsilon in PML nuclear bodies is essential for protection against DNA damage-triggered cell death. Mol. Cell 37, 503–515.

• Kontakt:

Prof. Dr. Lienhard Schmitz, Institut für Biochemie
Friedrichstraße 24, 35392 Gießen
Telefon: 0641 99-47570

Herausgegeben von der Pressestelle der Universität Gießen, Telefon 0641 99-12041