High-Tech-Ansatz zur Analyse von DNA-Reparaturmechanismen
Das Projekt DYNASING (Dynamic single-molecule approach to DNA homologous recombination) untersuchte Mechanismen und die biologische Funktion der homologen Rekombination, einem komplexen Austausch von DNA-Sequenzen zwischen homologen DNA-Strängen, der entscheidend für die Genduplikation, die Reparatur von DNA-Schäden und die Chromosomensegregation ist. Das Projekt analysierte die Dynamik beim Austausch von DNA-Sequenzen und der Proteinassemblierung/Disassemblierung. Geklärt werden sollte, wie die homologe Rekombination bei der Reparatur von Doppelstrangbrüchen (DSB) auf bestimmte Genorte begrenzt ist. In Einzelmolekülanalysen wird untersucht, was auf dieser Ebene geschieht, und wie sich diese Moleküle in ihrer Funktion und Struktur unterscheiden. Dies wiederum liefert Aufschluss über die Proteine, die an der Rekombination beteiligt sind und über Faktoren bei der Bildung oder Fehlbildung des DNA-Substrats. DYNASING kombinierte Scan-Verfahren, Fluoreszenzmikroskopie und bildgebende Verfahren, um DNA-gebundene Proteine und deren molekulare Dynamik in bis jetzt einmaliger Auflösung darzustellen. Der kombinatorische Ansatz soll die Entwicklung neuer Verfahren zur weiteren Analyse komplexer Proteinassemblierungen beschleunigen. Basierend auf diesen bahnbrechenden Erfolgen demonstrierten die Forscher, dass RAD50/MRE11/NBS1 (RMN)-Proteinkomplexe entscheidend an der homologen Rekombination zur Reparatur von Doppelstrangbrüchen mitwirken. Ferner verweist das Projekt auf Erfolge bei der Analyse des menschlichen Proteins RAD54 in Nanometer- oder Millisekundenauflösung.
