17. januar 2019

Frøæg hjælper forskere til at forstå reparation af DNA-skader

Frøæg

Når DNA bliver kopieret, hvilket sker hver gang en celle bliver delt, udløser det samtidig reparation af skader på DNA’et. Det har forskere fra Københavns Universitet beskrevet i et nyt studie, hvor de har studeret ekstrakt udvundet fra frøæg, hvis proteiner minder om menneskecellers. Forskerne håber, at de nye forskningsresultater på sigt kan bruges til at lave mere effektive behandlinger mod kræft.

Frøæg brugt i studiet, der er såkaldte xenopus laevis-æg. Foto: Christian Arán.

Der opstår hele tiden skader og læsioner på kroppens DNA, som kroppen selv reparerer. Men præcist hvordan kroppen selv fikser DNA-skader, er ikke fuldstændig kortlagt. Nu har forskere fra Københavns Universitet afdækket nogle af de måder, som celler benytter til at reparere skader. Forskningsresultaterne er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Molecular Cell.

Skadelige læsioner på DNA’et kan opstå på mange forskellige måder og kan både forårsages af faktorer inde fra kroppen og udefra. Den type skader, som forskerne har studeret, er såkaldte DNA-protein crosslink. Det er en type skader, som er meget svære at studere. For at undersøge dette lavede forskerne protein-ekstrakter fra frøæg, som gengiver reparationen af skaden i et reagensglas. Disse ekstrakter indeholder de samme proteiner, som ses i menneskeceller, og udgør derfor en god model til at studere disse skader.

”Det er essentielt at forstå, hvordan de her skader bliver repareret, fordi hvis de ikke bliver fikset, så udvikler man kræft og accelereret aldring. Men det er også et vigtigt element at forstå i forhold til kræft og kemobehandling. De fleste kemobehandlinger virker på den måde, at de skaber de her skader. Hvis vi kan få en forståelse af, hvordan skaderne bliver repareret, så kan vi bruge det til at udvikle en kombinationsbehandling, hvor man på den ene side skaber skader, samtidig med at man hæmmer kræftcellernes reparation af dem. Det vil være en endnu mere effektiv måde at dræbe kræftceller på,” fortæller sidsteforfatter til studiet, Julien Duxin, lektor ved Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research.

DNA-kopiering udløser reparation
En skade på DNA’et hæmmer celledeling, og det er også sådan en stor del af kemobehandlingerne dræber kræftceller. Forskerne har fundet to måder eller veje, som bliver brugt til at udbedre DNA-protein crosslinks. De har samtidig afdækket, hvordan kopiering af DNA udløser disse reparations-processer. Lektor Julien Dixen sammenligner kopiering af DNA med en motorvej og en skade med en vejspærring eller stor sten midt på den vej. For at kopieringen af DNA’et kan ske og glide, skal vejspærringen først fjernes.

”Kræftceller deler sig hurtigere end normale celler og har derfor brug for mere DNA-kopiering. De er derfor, meget følsomme over for skader, som forstyrrer den proces. Imidlertid kan DNA-kopiering også udløse reparationen af skader. Eksempelvis, kan man sammenligne DNA-kopiering med en motorvej med biler på. Hvis du har en stor sten på midten af en vej, hvor ingen kører, så er der ingen, som opdager stenen. Men så snart man kører på en vej, der er blokeret, bliver du opmærksom på, at der er et problem, som skal løses,” fortæller lektor Julien Duxin.

Kræftceller er smarte og finder ofte en måde at reparere sig selv på. Eksempelvis kan en kemobehandling virke mod en type kræftceller i en periode på seks måneder for derefter at stoppe med at virke, fordi kræftcellerne har fundet ny vej til at fjerne en skade og reparere skaderne. Derfor vil forskerholdet som næste skridt fortsætte med at undersøge disse skader og finde flere måder, hvorpå de bliver repareret. De har særligt fokus på de former for DNA-skader, som opstår ved kemobehandlinger, og hvordan netop de bliver repareret.

Læs det videnskabelige studie ”Replication-Coupled DNA-Protein Crosslink Repair by SPRTN and the Proteasome in Xenopus Egg Extracts”.

Studiet er støttet af Det Europæiske Forskningsråd ved EU’s forsknings- og innovationsprogram Horizon 2020, Novo Nordisk Fonden, the Center for Integrated Protein Research Munich, den tyske forskningsfond DFG, the American Cancer Society via et postdoc stipendie, Damon Runyon Stipendie og det amerikanske forskningsagentur National Institute of Health (NIH).

Kontakt:
Lektor Julien Duxin
Telefon: +45 35320731 / +45 93565571
Mail: julien.duxin@cpr.ku.dk

Pressemedarbejder Cecilie Krabbe
Telefon: +45 93565911
Mail: cecilie.krabbe@sund.ku.dk