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- Einfluss schädlicher Substanzen auf
die Stabilisatoren des Erbguts
Was verstellt die Zeiger der biologischen Uhren?
Wie Verschlusskappen sitzen an den Enden der Chromosomen die
Telomere, die die Stränge der Erbsubstanz stabilisieren.
In den meisten Zellen des menschlichen Körpers werden sie
nach jeder Teilung etwas kürzer und geben dadurch wie "biologische
Uhren" deren Lebenszeit vor. DNA-schädigende Substanzen
können diese Schutzvorrichtungen umgehen oder attackieren;
die Lebensspanne der Zellen wird dann wahrscheinlich stark begrenzt.
In einem DFG-geförderten Projekt wird Erich Gebhart, Professor
für Experimentelle Zytogenetik und Tumorgenetik an der Universität
Erlangen-Nürnberg, das Wechselspiel von Telomeren und schädlichen
Agenzien in verschiedenen Kombinationen unter genaue Beobachtung
stellen.
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- Die Botschaft liest sich nicht einmal für
Genetiker sonderlich spannend: "TTAGGG" steht da, wieder
und immer wieder. Einige tausend Male wiederholt sich die Abfolge
der Basen Thymin, Adenin und Guanin bei den menschlichen Telomeren,
deren Name, aus dem Griechischen übertragen, einfach "Endstück"
bedeutet. Wenn bei der Zellteilung und -vermehrung das gesamte
Erbgut verdoppelt wird, verliert die Kette der Stabilisatoren
ein wenig an Länge, weil die "Kopierer" nicht
am äußersten Ende eines Chromosoms ansetzen können.
Von Tochterzelle zu Tochterzelle werden die Telomere so etwas
kürzer. Dies gilt für fast alle Zellen des Menschen
und vieler anderer Organismen, doch beispielsweise nicht für
Einzeller und für menschliche Keimzellen: sie können
verlorengegangene Sequenzen mit Hilfe eines Enzyms, der Telomerase,
wieder anbauen.
- Unterschreitet die Länge der Telomere
einen kritischen Wert, wird normalerweise der Prozess des natürlichen
Zelltods, die Apoptose, eingeleitet. Es kann jedoch auch zu einer
Entartung kommen: die Zellen werden praktisch "unsterblich",
sie teilen sich unkontrolliert weiter und bilden bösartige
Tumoren.
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- Chemische Substanzen, welche die DNA angreifen
- sogenannte Mutagene - können hier und bei anderen schädlichen
Veränderungen der Erbanlagen zu den Ursachen zählen.
Über die Rolle der Telomere in solchen Prozessen ist noch
sehr wenig bekannt. Die Untersuchungen am Erlanger Institut für
Humangenetik (Direktor: Prof. Dr. André Reis) sollen zur
Klärung beitragen. Dazu werden Färbeverfahren eingesetzt,
die durch Mutagene bewirkte Umlagerungen der Telomer-DNA zeigen
und die Länge dieser Sequenzen quantitativ erfassen können.
Verschiedene Typen und verschiedene Altersstufen von Zellen werden
untersucht, wobei Chemikalien mit unterschiedlichen Wirkungsmechanismen
eingesetzt werden. In einigen Experimenten wird das Enzym Telomerase
aktiviert, das die schützenden Chromosomenenden verlängert.
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- Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat die
Beschäftigung eines wissenschaftlichen Mitarbeiters für
drei Jahre ermöglicht und rund 163.000 Mark für Sachmittel
bewilligt.
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- Weitere Informationen
- Prof. Dr. Erich Gebhart
Institut für Humangenetik
Tel.: 09131/85 -22351
egebhart@humgenet.uni-erlangen.de
Mediendienst FORSCHUNG Nr. 613 vom 28.11.2001
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