idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instance:
Share on: 
11/29/2021 17:02

Lebensbedrohlicher Konflikt in der Krebszelle

Gunnar Bartsch Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

    Die Zellen bestimmter Tumore, der Neuroblastome, teilen sich sehr rasch. Damit handeln sie sich Probleme ein, die für sie tödlich enden können. Eine neue Studie zeigt, wie sie dieses Dilemma lösen.

    Neuroblastome treten vorwiegend bei Kindern auf. Ein bestimmter Typ dieser Tumore ist sehr aggressiv und lässt sich nur schlecht behandeln. Weltweit fahnden Forscherinnen und Forscher daher nach einer Achillesferse der Erkrankung.

    Rund 50 Prozent der Hochrisiko-Neuroblastome verdanken ihre Bösartigkeit einem Protein namens MYCN. Die Substanz kurbelt in der Krebszelle die Aktivität bestimmter Gene an, die für das Wachstum des Tumors nötig sind. Doch gerade dadurch ist MYCN auch für ein Dilemma mitverantwortlich, der sich als erheblicher Schwachpunkt der Blastome herausstellen könnte.

    Denn die Neuroblastom-Zellen zeichnen sich auch durch eine gesteigerte Teilungsaktivität aus. Vor jeder Teilung muss die betroffene Zelle eine komplette Kopie ihrer gesamten Erbinformation herstellen. Eine der beiden Tochterzellen bekommt dann diese Kopie, die andere das Original.

    Zur gleichen Zeit müssen Teile dieser Information - nämlich die durch MYCN aktivierten tumorspezifischen Gene - aber noch mit Hochdruck abgelesen werden. „Die Zelle muss diese beiden Prozesse koordinieren“, erklärt Dimitrios Papadopoulos, der am Biozentrum am Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie in der Arbeitsgruppe von Professor Martin Eilers forscht. „Ansonsten läuft sie Gefahr, erheblich Schaden zu nehmen.“

    Komplexer Kopierer erzeugt eine Dublette

    Es ist ungefähr so, als wolle man Passagen eines Buches lesen, während man es zur selben Zeit kopiert. Dass dabei Fehler entstehen können, liegt auf der Hand. In der Neuroblastom-Zelle ist das nicht anders. Dort erzeugt ein komplexer Kopierer Schritt für Schritt eine Dublette des Erbguts, der DNA - ein Vorgang, der sich Replikation nennt. Gleichzeitig findet aber noch ein weiterer Prozess statt, die Transkription. Dabei schreibt eine ganz andere Maschine die DNA-Abschnitte ab, die die Zelle benötigt, da sie die Bauanleitung für wichtige Proteine enthalten.

    Auch in gesunden Zellen laufen Replikation und Transkription ein Stück weit parallel. In Neuroblastomen verschärft MYCN dieses Dilemma allerdings deutlich. „Es kommt also zu einem Konflikt“, sagt Papadopoulos. „Als Folge kann der DNA-Faden beispielsweise zerreißen. Wenn dieser Fehler nicht schnell repariert wird, bedeutet das für die Zelle das Todesurteil.“ Zusammen mit Kolleginnen und Kollegen hat er in seiner Studie erforscht, wie sie dieser Gefahr begegnet.

    Unterstützung durch einen zelleigenen Schredder

    Demnach nutzt sie dazu zwei unterschiedliche Mechanismen: Einerseits kann MYCN eine Art Schredder im Zellkern zur Hilfe rufen, das RNA-Exosom. Dieses unterbindet die Erstellung der Abschriften, die für die Herstellung der Proteine benötigt werden. Der eigentliche Kopierer kann seine Arbeit dadurch ungehinderter verrichten.

    Kann MYCN kein Exosom herbeirufen, rekrutiert es alternativ ein Molekül namens BRCA1. Dieses Molekül gibt in Entstehung begriffene DNA-Abschriften gewissermaßen zur direkten Vernichtung frei. Zudem werden dann als Folge auch keine weiteren Abschriften mehr erstellt, so dass der Weg für den Kopierer ebenfalls frei ist.

    Die Ergebnisse der Studie lassen sich möglicherweise auch für künftige Therapien nutzen. So hoffen die Forschenden, durch geeignete Wirkstoffe die Zusammenarbeit zwischen MYCN und BRCA1 stören zu können. „Wenn wir dann noch zusätzlich verhindern, dass MYCN das Exosom zur Hilfe ruft, könnte es in den Tumorzellen gehäuft zu schwerwiegenden DNA-Schäden kommen“, erklärt Dimitrios Papadopoulos. „Auf diese Weise ließen sie sich vielleicht abtöten - und zwar ganz gezielt, ohne dass Schäden an anderen Zellen zu befürchten sind.“


    Contact for scientific information:

    Dr. Dimitrios Papadopoulos, Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie, T: +49 931-3189352, E-Mail: dimitrios.papadopoulos@uni-wuerzburg.de


    Original publication:

    Dimitrios Papadopoulos et. al.: MYCN recruits the nuclear exosome complex to RNA polymerase II to prevent transcription-replication conflicts. Molecular Cell. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.11.002


    Images

    Neuroblastomzellen unter dem Mikroskop. Die Färbung stellt DNA-Schäden dar, je intensiver, desto stärker und gefährlicher der Schaden. Zellen auf der rechten Seite haben kein RNA-Exosom und sind daher wesentlich anfälliger für solche Schäden
    Neuroblastomzellen unter dem Mikroskop. Die Färbung stellt DNA-Schäden dar, je intensiver, desto stä ...
    Imaging Core Facility / JMU


    Criteria of this press release:
    Journalists, Scientists and scholars
    Biology, Chemistry, Medicine
    transregional, national
    Research results
    German


     

    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).