Grafik: DigitalGenetics - FotoliaNeuherberg, 6. Juni 2016. Wissenschaftler um Randolph Caldwell und Prof. Dr. Horst Zitzelsberger... Das Molekül PC4 (Positive Cofactor 4) bindet einzelsträngige DNA und ist Teil des Enzymkomplexes um die RNA-Polymerase II, die Gene abliest und in mRNA umschreibt. Gemeinsam mit Kollegen vom Bundeswehrinstitut für Strahlenbiologie an der Universität Ulm konnten die Helmholtz-Forscher nun zeigen, dass PC4 auch eine bislang unbekannte Funktion an seinem N-Terminus innehat, die bei der Reparatur von DNA-Schäden eingebunden ist.
Als Studienobjekt wählten sie das DT40 B-Zell Modell, was gleich mehrere Vorteile mit sich brachte: Zum einen erlaubt es relativ zuverlässig, einzelne Gene, in diesem Fall PC4, gezielt auszuschalten. Zum anderen eignet es sich gut für Studien zur DNA-Reparatur, da den Zellen das Protein p53 fehlt, das sonst selber Reparaturprozesse einleitet und den Effekt von PC4 überdecken könnte. Darüber hinaus war das DT40-System in diesem Fall sehr günstig, da es locusspezifische DNA Schäden in Immunglobulingenen erzeugt, die hinsichtlich ihrer Prozessierung nach verschiedenen Pfaden untersucht werden können. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass eine bislang unbekannte Aktivität am N-Terminus von PC4 Einfluss darauf nehmen kann, welche Wege bei der DNA Schadensantwort und der nachfolgenden Reparatur eingeschlagen werden. Hier haben zwei Wege eine große Bedeutung: die Basenexzisionsreparatur (BER) und die homologe Rekombination (HR). „Unsere Ergebnisse zeigen, dass PC4 die Entscheidung für den so genannten ‘short-patch’ oder ‘long-patch’ Weg der BER maßgeblich beeinflusst. In Bereichen von DNA Schäden mit hoher Dichte kann ein reparaturbedingter Anstieg von geschnittener DNA zu Doppelstrangbrüchen führen, die die Reparaturdynamik in Richtung HR oder ‘nonhomologous end joining’ (NHEJ) verschieben“, fasst Erstautor Caldwell zusammen. Künftig wollen die Forscher die mechanistischen Hintergründe der neu entdeckten N-terminalen Funktionen von PC4 klären und herausfinden, ob sich PC4 auch als therapeutische Zielstruktur bei Krebserkrankungen eignet.