DNA-Reparatur-Mechanismen: Varun Kumar erhält DFG-Förderung
Dr. Varun Kumar von Helmholtz Munich hat eine Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhalten, um zu untersuchen, wie Zellen geschädigte DNA reparieren, wobei ein Protein names nuclear RAGE (nRAGE) im Mittelpunkt steht. Die Förderung zielt drauf ab, herauszufinden, wie winzige chemische Veränderungen an nRAGE, so genannte posttranslationale Modifikationen (PTMs), seine Rolle bei der Reparatur von DNA-Schäden steuern. Ziel ist es, besser zu verstehen, wie Probleme in diesem Reparaturprozess zu Krankheiten wie diabetischer Lungenfibrose, Alterung und Krebs beitragen. Die Ergebnisse könnten den Weg für neue, auf diese Krankheiten ausgerichtete Behandlungen ebnen.
Die Bedeutung der DNA-Reparatur
Die DNA-Reparatur ist für den Schutz unserer genetischen Informationen von entscheidender Bedeutung, insbesondere wenn sie durch Umwelt- oder interne Faktoren beschädigt werden. Wenn diese Reparatursysteme gestört sind, kann dies zu ernsten Problemen wie vorzeitiger Alterung, Organversagen oder Krankheiten führen. Dr. Kumars Forschung zielt darauf ab, aufzudecken, wie ein Schlüsselprotein, nRAGE, eine zentrale Rolle bei der Koordinierung der DNA-Reparatur spielt. Insbesondere untersucht er, wie nRAGE bei der Regulierung wichtiger Reparaturprozesse wie der homologen Rekombination (HR) hilft und wie es auf Stress während der DNA-Replikation und auf bestimmte Arten von DNA-Schäden wie Interstrand-Crosslinks (ICLs) reagiert.
Neue Wege zum Verständnis von Krankheitsmechanismen
Das Protein nRAGE spielt eine entscheidende Rolle bei der Koordinierung des Zusammenwirkens von DNA-Reparaturmechanismen, aber wie es durch chemische Veränderungen wie Phosphorylierung und Acetylierung reguliert wird, ist noch nicht vollständig verstanden. Das von der DFG geförderte Forschungsprojekt will dies erforschen, indem es sich auf zwei Hauptziele konzentriert. Zum einen soll untersucht werden, wie die Phosphorylierung - das Hinzufügen einer Phosphatgruppe zu nRAGE - die DNA-Reparatur beeinflusst, einschließlich seiner Rolle bei der Reaktion auf Doppelstrangbrüche in der DNA, der Signalisierung anhaltender Schäden und dem Beginn der Zellalterung (Seneszenz). Zweitens soll im Rahmen des Projekts untersucht werden, wie die Acetylierung - eine andere Art chemischer Modifikation - nRAGE während der DNA-Reparatur reguliert, und es sollen die Schlüsselfaktoren ermittelt werden, die unter den Bedingungen einer DNA-Schädigung Acetylgruppen von nRAGE entfernen. Diese Forschung könnte zu wichtigen Erkenntnissen darüber führen, wie nRAGE bei der Reparatur geschädigter DNA hilft und wie Störungen in diesen Prozessen zu Krankheiten wie Krebs und Alterung beitragen können.
Die Rolle von DNA-Schäden bei diabetischen Komplikationen
Zusätzlich zur erfolgreich eingeworbenen Förderung veröffentlichten Kumar und seine Kollegen Prof. Ali Önder Yildirim und Prof. Peter P. Nawroth kürzlich einen Kommentar in der Fachzeitschrift Nature Reviews Endocrinology. Der Artikel beleuchtet den Zusammenhang zwischen DNA-Schäden und dem Fortschreiten diabetischer Komplikationen und geht der Frage nach, wie chronisch hohe Blutzuckerspiegel bei Diabetes DNA-Schäden verursachen können, die zu schwerwiegenden Erkrankungen wie diabetischen Nierenerkrankungen, Pneumopathie und Herz-Kreislauf-Erkrankungen beitragen. Die Forscher erörtern die molekularen Pfade, die an der DNA-Schädigung und -Reparatur bei Diabetikern beteiligt sind, und zeigen auf, wie gestörte DNA-Reparaturmechanismen die langfristigen Auswirkungen von Diabetes verschlimmern können. In der Veröffentlichung wird vorgeschlagen, dass die Beeinflussung dieser Wege neue therapeutische Möglichkeiten zur Behandlung oder Vorbeugung der Komplikationen von Diabetes bieten könnte.
Original-Publikation
Kumar, Yildirim and Nawroth (2024): The role of DNA damage in diabetic complications. Nature Reviews Endocrinology. DOI: 10.1038/s41574-024-01038-z