Wie die DNA sich selbst vor der Sonne schützt
Viel ist über die Funktion und Struktur des DNA-Moleküls bekannt – weitaus weniger weiß man jedoch über die dynamischen Prozesse des Moleküls. Ein solcher dynamischer Prozess ist der Lichtschutzmechanismus, über den die DNA sich selbst vor UV-Strahlung schützen kann. Über den Lichtschutzmechanismus der DNA wird UV-Strahlung absorbiert und bei großer Geschwindigkeit in kleine, harmlose Wärmemengen umgewandelt. Hierdurch wird die DNA vor UV-induziertem Krebs und weiteren UV-bedingten Erkrankungen geschützt, da die von der UV-Strahlung produzierten freien Radikale verringert werden. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts UPDUS (Understanding photoprotection mechanisms in DNA by two-dimensional UV spectroscopy) wurde ein neues Verfahren eingerichtet, um diesen Lichtschutzmechanismus besser verstehen zu können Eine Untersuchung dieses extrem schnellen Mechanismus gestaltet sich schwierig, das Team entwickelte jedoch fortschrittliche Techniken, um die Projektziele erreichen zu können Um den Übergang von UV-Licht zu Wärme in der DNA zu bewerten, wurde im Rahmen von UPDUS eines der weltweit ersten 2D-Spektroskopiesysteme zur Überwachung von UV-Strahlung eingerichtet. Die Forscher entwickelten daraufhin eine neue Methode zur Erzeugung und Steuerung verschiedener Arten von UV-Strahlungsimpulsen. Forscher nutzten die Strahlungsimpulse zur Erregung unterschiedlicher DNA-Basen in einer Lösung und zur Messung der Zerfallsraten der unterschiedlichen Nukleosidbasen. Mithilfe dieser Daten konnte der Lichtschutz besser verstanden werden und es konnten die Mechanismen identifiziert werden, die zu lichtinduzierten DNA-Schäden führen. Die UPDUS-Untersuchung hat den Weg für weiterführende Studien zur DNA-Dynamik mit diesen neuen experimentellen Methoden geebnet. Dies wird Forschern ebenfalls die Identifizierung von Fehlfaltungsmechanismen bei Proteinen ermöglichen und zu einem besseren Verständnis von Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson führen.
Schlüsselbegriffe
DNA, UV-Strahlung, UPDUS, Lichtschutz, Spektroskopie
