Wie sich Zellen gegen Schäden an der DNA schützen

MMS19 kommt bei Einzellern wie der Hefe ebenso vor wie bei komplexeren Organismen, auch beim Menschen. Enzyme mit Eisen-Schwefel (FeS)-Clustern sind unersetzlich für zahlreiche essenzielle Lebensprozesse, insbesondere bei der Vervielfältigung der Erbsubstanz DNA sowie deren Reparatur nach Schädigungen, zum Beispiel durch UV-Strahlung oder mutagene Chemikalien.

Die Entstehung von FeS-Proteinen ist ein mehrstufiger Prozess, der das Zusammenwirken einer Reihe von spezialisierten Enzymen erfordert. Die Wissenschaftler zeigten, dass MMS19 sowohl mit Bestandteilen dieser Maschinerie interagiert als auch mit den entstehenden FeS-haltigen Proteinen. Die Daten lassen vermuten, dass MMS19 als Adapter die Übertragung der FeS-Cluster auf die verschiedenen Zielmoleküle erleichtert.

Die molekularen Interaktionen von MMS19 lassen sich sowohl in Kulturen menschlicher Zellen zeigen als auch bei Hefepilzen, die Energie auch ohne die Veratmung von Sauerstoff gewinnen können. Die Biogenese von FeS-Proteinen beginnt jeweils in den Mitochondrien, in denen die Zellatmung stattfindet.

Die Erkenntnisse sind für zahlreiche Erkrankungen von Bedeutung, die mit DNA-Schäden und DNA-Reparatur einhergehen. Dazu gehören einige Formen des Krebses, insbesondere Hautkrebsarten, aber auch das Altern. Auch lässt sich so nun erstmals erklären, warum manche mitochondriale Erkrankungen zahlreiche Schädigungen der DNA des Zellkerns nach sich ziehen.

Literatur: Stehling, O., et al.: Science 2012; Online: doi: 10.1126/science.1219723