Überraschende Erkenntnisse über die Zellabwehr gegen Krebs

Veröffentlichung im renommierten Wissenschaftsjournal Nature Structural & Molecular Biology

Forscher/innen des schwedischen Karolinska-Instituts an der medizinischen Universität Solna und der Universität zu Köln haben ein neues Protein identifiziert, das in die Abwehrmechanismen der Zelle gegen Krebs involviert ist.

Der sogenannte CDC-48/p97-Komplex hat eine wichtige Rolle im Proteinabbau und ist an der Entstehung von neurodegenerativen Erkrankungen und Demenz beteiligt. In einer Studie beschreiben die Forscher/innen nun, wie dieser Komplex zur Reparatur von DNA Schäden beiträgt und dadurch eine bedeutende Funktion in der körpereigenen Abwehr gegen Krebs übernimmt.

DNA-Schäden bedrohen nicht nur das Überleben einer jeden Zelle, sie sind auch direkt an der Entstehung von Krebs beteiligt. Da die DNA täglich Strahlungen ausgesetzt ist, sind unsere Zellen mit Abwehrmechanismen ausgestattet, die komplexe Reparatursysteme aktivieren. Dabei erkennen Sensor-Proteine die geschädigte DNA und aktivieren weitere Reparaturproteine, die die DNA-Schäden beheben. Während des letzten Jahrzehnts haben viele Labore zeigen können wie Reparaturfaktoren zu DNA Schäden rekrutiert werden, allerdings blieb dies bislang für einen bestimmten Tumorunterdrücker (den Tumorsuppressor 53BP1) ungeklärt.

Die Studie, die im Wissenschaftsjournal Nature Structural & Molecular Biology veröffentlicht wurde, identifiziert nicht nur einen neuen Faktor des Reparatursystems, sondern beschreibt auch dessen Funktion. Durch Untersuchung verschiedener Zellkultursysteme entdeckten die Wissenschaftler, dass der CDC-48/p97-Komplex an DNA-Schäden lokalisiert. Dieses Ergebnis war unerwartet, weil der CDC-48/p97-Komplex primär am Abbau von defekten Proteinen beteiligt ist. Dabei entfaltet CDC-48/p97 Abfallproteine, die anschließend in kleine Stücke zerlegt werden. Es zeigt sich, dass CDC-48/p97 etwas sehr ähnliches an geschädigter DNA durchführt, allerdings mit ganz anderem Effekt.

Die Studie von Prof. Thorsten Hoppe und seinem schwedischen Kollegen belegt, dass der CDC-48/p97-Komplex dafür sorgt, den Tumorsuppressor 53BP1 an DNA Schäden zu binden.

Interessanterweise entfernt CDC-48/p97 dabei ein anderes Protein ohne es abzubauen, um so für das Protein 53BP1 den Weg frei zu machen. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass Fadenwürmer, denen CDC-48 fehlt, wesentlich sensitiver gegenüber DNA-Schäden sind, was auf eine grundlegende Funktion von p97 in der DNA Reparatur deutet, die während der Evolution beibehalten wurde.

Der hier beschriebene Mechanismus des regulierten Austauschens zweier Reparaturproteine, die an die gleiche Stelle der geschädigten DNA binden, rückt die Regulation des Tumorsuppressors 53BP1 somit in einen neuen Kontext. Eine verbleibende wichtige Frage ist, ob der CDC-48/p97-Komplex eine ähnliche Rolle auch in anderen Prozessen einnimmt.

Publikation: “The AAA-ATPase VCP/p97 promotes 53BP1 recruitment by removing L3MBTL1 from DNA double-strand breaks”, Klara Acs, S. Martijn Luijsterburg, Leena Ackermann, Florian A. Salomons, Thorsten Hoppe & Nico P. Dantuma, Nature Structural & Molecular Biology, online November 27 201, DOI: 10.1038/10.1038/nsmb.2188.

Bei Rückfragen: Prof. Dr. Thorsten Hoppe
CECAD Cluster of Excellence
Institut for Genetics
University of Cologne
+ 49 (0) 221-470-1503
CECAD PR & Marketing
Press Officer
Astrid Bergmeister
+49 (0) 221-470-5287
Verantwortlich: Dr. Patrick Honecker MBA – patrick.honecker@uni-koeln.de