Die molekularen Grundlagen der Genombewahrung
DNA-Schäden sind die führende Ursache für genomische Instabilität und könnten Krebs auslösen. DNA-Schäden in Form von Doppelstrangbrüchen (DSB) können das Ergebnis entweder einer Umweltbelastung oder von endogenen DNA-Stoffwechselprozessen sein. Unter normalen Umständen werden DNA-Läsionen durch komplexe enzymatische Prozesse repariert, welche jedoch durch die Zugänglichkeit der DNA behindert werden. Aufgabe des von der EU geförderten Projekts INOHR (Chromatin remodeling in DNA repair: The role of the INO80 complex) war es, die Chromatin-Remodellierungsaktivität des menschlichen INO80-Komplexes zur untersuchen, von der man annimmt, dass sie eine Rolle bei der homologen rekombinationsbasierten Reparatur von DSB spielt. Abgesehen von der DNA-Reparatur ist INO80 auch wichtig für Genregulation und DNA-Replikation und ist evolutionär konserviert. Das menschliche INO80 ist ein großer Komplex, bestehend aus 20 essentiellen und regulatorischen Untereinheiten, aber der genaue Mechanismus seiner Funktion ist weiterhin unklar. Eine der wichtigsten Leistungen von INOHR war die Expression von sechs humanen Histonen sowie das Klonen von Nukleosomen-Positionierungssequenzen (NPS), was zu Arrays von NPS unterschiedlicher Länge führte. Durch das Markieren der Histone mit Fluorophoren, stellten die Wissenschaftler fluoreszierende Histon-Octamere wieder her, die Kernstruktur von Nukleosomen. Insgesamt ermöglichten diese Bemühungen Einzelmoleküluntersuchungen der Chromatin-Remodellierung durch Mikroskopie-basierte Beobachtung der INO80-Komplexfunktion. Insgesamt lieferte die INOHR-Studie beispiellose makromolekulare Komplexe, um die molekularen Mechanismus der DNA-Reparatur weiter zu erforschen. Die neuen Werkzeuge werden zukünftige Forschungen in Protein-DNA-Interaktionsstudien auf der Einzelmolekülebene vorantreiben. Sie können verwendet werden, um weitere DNA-Verarbeitungsenzyme zu untersuchen, die bei der Aufrechterhaltung der DNA-Integrität eine wichtige Rolle spielen.
Schlüsselbegriffe
Chromatin, DNA-Reparatur, Karzinogenese, Doppelstrangbrüche, Chromatin-Remodellierung, INO80
