Mainz – Die Erbsubstanz DNA kann durch verschiedeneEinflüsse wie beispielsweise UV- und Röntgenstrahlen oder krebserregende Stoffe geschädigt werden. Die Zellen können Schäden an der DNA aber auchwieder reparieren. Diese sogenannte DNA-Reparatur ist ein Forschungsschwerpunkt des Instituts für Toxikologie der Johannes Gutenberg-Universität Mainz. Für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Regulation der DNA-Reparatur ist Dr. Markus Christmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Toxikologie, nun mit dem Young Toxicologists Award ausgezeichnet worden. Die Preisverleihung erfolgte anlässlich der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Pharmakologie und Toxikologie (DGPT) vom 13. bis 15. März 2007. Mit dem Preis – gestiftet von dem Pharmaunternehmen Merck – werden herausragende Forschungsarbeiten von Wissenschaftlern im Alter unter 38 Jahren auf dem Gebiet der Toxikologie geehrt. Der Preis ist mit 2.500 Euro dotiert und ging erstmalig nach Mainz.
“An der Reparatur der DNA sind mindestens 130 Enzyme beteiligt”, erläutert Univ.-Prof. Dr. Bernd Kaina, Leiter des Instituts für Toxikologie. “Wenn wir irgendwelchen schädigenden Einflüssen besonders stark ausgesetzt sind, muss die DNA-Reparatur auch besonders effektiv erfolgen und genauestens reguliert werden. Wenn dies nicht erfolgt, sind Zelltod, Mutationen und auch Krebs die Folge.” Markus Christmann konnte in seinen Arbeiten drei Mechanismen aufzeigen, die bei der Regulation der DNA-Reparatur eine Rolle spielen. Dazu gehört ein Mechanismus, der den DNA-Reparaturproteinen hilft, bei Stressbedingungen schneller in den Zellkern zu gelangen: Die Proteinkomplexe werden durch Phosphorylierung stabilisiert und wandern anschließend in den Zellkern, wo sie verstärkt an geschädigte DNA binden.
Des Weiteren beschäftigte sich Christmann mit der Frage der Regulation der DNA-Reparatur auf Ebene der Gene. Kommt es zu toxischen Einwirkungen, müssen Reparatur-Enzyme in ausreichend großer Menge vorhanden sein, um den Schaden zu beheben. Hier hat Christmann gezeigt, wie die beiden Transkriptionsfaktoren c-Fos und p53 – auch als Tumorunterdrückungsproteine bezeichnet – das Ablesen von DNA-Reparaturgenen in Stresssituationen steuern. Im Falle von c-Fos wird damit erklärt, weshalb Zellen mit Mangel an c-Fos auf ultraviolettes Licht und auf chemische Genotoxine hypersensitiv reagieren (publiziert in den Zeitschriften Carcinogenesis und Nucleic Acids Research). “Die Veröffentlichungen hierzu verdienen größte Aufmerksamkeit, weil sie einen neuen Mechanismus der zellulären Antwort nach Genotoxin-Einwirkung aufzeigen”, erklärt Kaina. Im Falle von p53 hat Christmann ebenso die ganz direkte Beteiligung des Proteins an der Steuerung eines Reparaturgens nachgewiesen. Zellen, denen diese Steuerung fehlt, sind ebenfalls empfindlich gegenüber UV-Licht (publiziert in der Zeitschrift Oncogene). “Offen bleibt die spannende Frage, ob die Zellen auch empfindlich gegenüber krebserregenden Stoffen zum Beispiel im Zigarettenrauch oder gegen Krebs-Therapeutika werden”, so Kaina.
Der Stellenwert der DNA-Reparaturforschung in der Toxikologie ist prominent. Dies wird unter anderem daran ersichtlich, dass ein Review-Artikel zum Thema DNA-Reparatur in menschlichen Zellen, der in der Fachzeitschrift Toxicology erschienen ist (Christmann et al., Toxicology 193, 3-34, 2003), als eine der meistzitierten Arbeiten der letzten Jahre auf dem Gebiet der Toxikologie gilt.
Markus Christmann, geboren 1969, hat Biologie an der Johannes Gutenberg-Universität studiert und am Institut für Toxikologie promoviert. Seit August 2000 ist er Projektleiter am Institut für Toxikologie.
Kontakt und Informationen: Univ.-Prof. Dr. Bernd Kaina Institut für Toxikologie Johannes Gutenberg-Universität Mainz Tel. 06131 39-33246 Fax 06131 39-230506 E-Mail: kaina@uni-mainz.de http://www.zmg.uni-mainz.de