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DNA-Reparatur erfolgt nach einem bestimmten Zeitplan
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
Enzymatische Substanzen, die DNA-Schäden korrigieren, sind vor Sonnenaufgang und Sonnenuntergang aktiver und erfüllen ihre Funktion.
Es ist kein Geheimnis, dass die biologische Uhr eine wichtige Rolle für die Funktionalität des menschlichen Körpers spielt. Sie bestimmt die Qualität unseres Schlafs, die Stärke unseres Immunsystems, unseren Stoffwechsel, unsere Herzfunktion usw. Wissenschaftler haben genauer hingesehen und festgestellt, dass selbst die grundlegenden molekularen Mechanismen dem Tagesrhythmus unterliegen.
Dr. Aziz Sancar und ein Wissenschaftlerteam der University of North Carolina in Chapel Hill haben einen Zusammenhang zwischen circadianen Rhythmen und DNA-Reparatur nachgewiesen. Dr. Sancar ist einer der Wissenschaftler, die 2015 für seine Analyse der molekularen Prozesse bei der Reparatur von DNA-Schäden durch Zellen mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurden.
DNA unterliegt häufig Mutationen: Ketten werden unterbrochen, genetische Buchstaben werden durch falsche ersetzt. Daher ist es sehr wichtig, dass die Wiederherstellung nicht nur qualitativ, sondern auch regelmäßig erfolgt.
Wie Wissenschaftler herausgefunden haben, hängt die DNA-Reparatur von der täglichen Aktivität ab. Daher wurde ein Experiment mit Cisplatin durchgeführt, einer Platinsubstanz, die in Kombination mit Cisplatin die DNA-Struktur schädigt.
Die Versuchsnager erhielten 24 Stunden lang Cisplatin. Gleichzeitig überwachten die Spezialisten, welche Teile des Genoms das Wiederherstellungssystem die durch Cisplatin verursachten Schäden korrigieren würde. Das Ergebnis waren nicht weniger als zweitausend Gene, deren Wiederherstellung in unterschiedlichen Tagesperioden erfolgte.
Im Moment der RNA-Kopiensynthese auf dem Gen wird die doppelsträngige DNA entwirrt, und nur ein Strang dient als Vorlage für die RNA-Synthese. Solche Stränge werden je nach Gen nur vor Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang „repariert“. Der andere, nicht transkribierte Strang wird unabhängig vom Gen kurz vor Sonnenuntergang „repariert“. In der verbleibenden Zeit finden ebenfalls Reparaturprozesse statt, diese sind jedoch deutlich weniger aktiv.
Höchstwahrscheinlich reagieren die entsprechenden Gene auf tägliche Veränderungen und treten zeitgesteuert in die aktive Phase ein. Vermutlich hängt die Stimulation des Reparatursystems vom Modus der Gene ab, die zur „Reparatur“ anstehen. Um diese Frage präzise zu beantworten, sind jedoch weitere Informationen und zusätzliche Experimente erforderlich.
Viele Experten weisen nun auf die wichtigste praktische Rolle der erhaltenen Informationen hin. Es ist kein Zufall, dass Wissenschaftler in ihren Experimenten ein Medikament verwendeten, das Teil des Behandlungsschemas für onkologische Erkrankungen ist.
Cisplatin zerstört Tumorzellen, indem es genau dieselben DNA-Schäden verursacht, die dazu führen, dass Zellen ihre Fähigkeit zur Entwicklung und Teilung verlieren. Gleichzeitig schädigt das Medikament jedoch auch gesunde Leber-, Nieren- und andere Zellen. Wissenschaftler werden wahrscheinlich in der Lage sein, Organe zu schützen, indem sie Cisplatin abhängig vom Tagesrhythmus des DNA-Reparatursystems einsetzen.
Detaillierte Informationen zur Studie finden Sie in PNAS (http://www.pnas.org/content/early/2018/05/01/1804493115).
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