Darmkrebs: Wissenschaftler finden neuen Veranlagungsmechanismus

Neue Forschungen haben einen neuartigen Mechanismus gefunden, der die Fähigkeit unserer DNA, sich selbst zu reparieren, beeinträchtigt und einige Menschen genetisch für Darmkrebs prädisponiert.

Um Krankheiten vorzubeugen, binden DNA-Reparaturproteine ​​an die Doppelhelix der DNA (hier abgebildet).

Die neue Studie wurde in der Zeitschrift veröffentlicht Naturchemieund der erste Autor des Papiers ist Kevin J. McDonnell vom Norris Comprehensive Cancer Center an der University of Southern California in Los Angeles.

Die Co-Autorin der Studie, Jacqueline Barton, Professorin für Chemie am California Institute of Technology in Pasadena, John G. Kirkwood und Arthur A. Noyes, war die erste Forscherin, die vor über zwei Jahrzehnten einen DNA-Prozess namens „DNA-Ladungstransport“ identifizierte. ”

Der DNA-Ladungstransport bezieht sich auf den Prozess, bei dem sich Elektronen durch die Doppelhelix unserer DNA bewegen, Signale an sogenannte DNA-Reparaturproteine ​​senden und diese „anweisen“, auf dem Weg gefundene Schäden zu beheben.

In der neuen Studie zeigen die Forscher, wie eine bei Dickdarmkrebs häufig vorkommende genetische Variante diesen DNA-Ladungstransportprozess stört.

Die Ergebnisse könnten wichtige Auswirkungen auf die Prävention von Darmkrebs haben, erklären die Wissenschaftler.

Neuer Mechanismus der Krebsveranlagung

McDonnell und seine Kollegen konzentrierten sich auf eine Mutation in einem Gen namens MUTYH. Normalerweise, MUTYH enthält Anweisungen zum Erstellen eines DNA-Reparaturproteins.

Genetische Mutationen in MUTYHbeeinträchtigen jedoch die Fähigkeit der DNA, ihre eigenen Fehler zu reparieren. MUTYH Mutationen wurden auch mit Polyposis oder der Bildung von Polypen im Dickdarm in Verbindung gebracht, die später zu Krebs führen können.

In dieser Studie konzentrierten sich die Forscher auf a MUTYH Mutation namens C306W, die beeinflusst MUTYHDie Fähigkeit, einen winzigen Cluster von Eisen- und Schwefelatomen im Protein zusammenzuhalten und zusammenzuhalten.

Mehrere elektrochemische Experimente in der Studie zeigten, dass die C306W-Mutation den Eisen-Schwefel-Cluster abbaut, wenn er mit Sauerstoff in Kontakt kommt. Eisen-Schwefel-Cluster sind der Schlüssel für die DNA-Reparatur, daher verhindert dieser Abbau, dass das MUTYH-Protein seine DNA-Fixierungsaufgabe erfüllt.

Die Eisen-Schwefel-Cluster sind für die DNA-Reparatur von entscheidender Bedeutung, da sie die Elektronen liefern, die Proteine ​​benötigen, um an der Doppelhelix der DNA zu „haften“ und nach Schäden zu „scannen“.

„Wir haben festgestellt, dass eine Mutation [C306W] zu einem mit Krebs assoziierten DNA-Reparaturprotein [MUTYH] den Elektronentransport durch DNA stören kann“, erklärt Prof. Barton.

In dem Artikel kommen McDonnell und Kollegen zu dem Schluss: "[W] wir haben einen neuartigen Mechanismus der Kolonpolypose und der Krebsveranlagung im Zusammenhang mit dem elektrochemischen Kompromiss des MUTYH [Eisen-Schwefel] -Clusters dokumentiert und erklärt."

Phillip Bartels, Postdoktorand in Chemie und einer von drei Co-Hauptautoren der Studie, kommentiert die Ergebnisse. Er erklärt: „Dies ist nur die Spitze des Eisbergs. […] Neben C306W kann es bei Krebspatienten noch andere Mutationen geben, die diesen Ladungstransportprozess auf ähnliche Weise stören.“

Prof. Barton hofft, dass die neue Studie den Weg für neuartige Präventionsstrategien gegen Darmkrebs ebnet.

"Die Arbeit bietet eine Strategie, um darüber nachzudenken, wie diese Reparaturproteine ​​möglicherweise stabilisiert und ihre Fähigkeit zur Durchführung von Langstrecken-Signalen durch DNA wiederhergestellt werden können, damit die Reparaturproteine ​​die Mutationen in der DNA finden und reparieren können, bevor sie zu Krebs führen."

Prof. Jacqueline Barton

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