DNA-skader forårsaget af migrerende lysenergi

Ultraviolet lys bringer integriteten af ​​menneskelig genetisk information i fare og kan forårsage hudkræft. For første gang, forskere ved Karlsruhe Institute of Technology (KIT) har påvist, at DNA-skader også kan opstå langt væk fra strålingens indtræden. De producerede en kunstigt modelleret DNA-sekvens i ny arkitektur og lykkedes med at opdage DNA-skader i en afstand af 30 DNA-byggesten. Resultaterne rapporteres i Angewandte Chemie .

"Indtil nu, vi har troet, at det er umuligt for lysenergi at blive transmitteret så langt i DNA'et og forårsage skade der, " siger professor Dr. Hans-Achim Wagenknecht fra KIT's Institut for Organisk Kemi. Forskningsresultaterne præsenteres i Angewandte Chemie og er rangeret som ekstraordinært vigtige og i de bedste ti procent af bladet. Til studiet, en syntetisk fremstillet, modificeret DNA af en bestemt arkitektur blev brugt. På visse punkter i dette korte genafsnit, forskere indsatte et xanthon-molekyle som fotoenergiinjektor. For at specificere, hvor UV-strålingen produceret af LED'er skulle forårsage skade i eksperimentet, videnskabsmænd indsatte par af thyminer i definerede afstande fra denne lysinjektor. Thymin er en af ​​fire nukleobaser og, derfor, en af ​​de vigtigste byggesten i DNA. Den hyppigste beskadigelse af DNA forårsaget af lys skyldes sammenkædning af nabothyminer:På grund af lysenergien, de danner faste forbindelser af cyclobutan-pyrimidin-dimerer (CPD).

Efter at have defineret positionerne for CPD-dannelse, holdet lykkedes med at bevise migration af fotoenergi over 30 DNA-byggesten svarende til en afstand på op til 10,5 nanometer. "Denne overraskende lange rækkevidde er afgørende for forståelsen af ​​DNA-fotoskader, " siger Wagenknecht. CPD-skader betragtes som den molekylære årsag til hudkræft, fordi genetisk information ikke længere kan læses eller ikke kan læses korrekt.

Spørgsmålet om, hvor langt energi kan migrere, er stadig åbent. Først og fremmest, forskerne ville finde ud af, hvor fotoskader udvikler sig. Et andet vigtigt aspekt er, at xanthoner, der kunstigt indføres i DNA'et som lysinjektorer, kan være indeholdt i mange almindelige stoffer, såsom antibiotika, og kan øge hudens lysfølsomhed efter indtagelse.

Doktorgradsforsker Arthur Kuhlmann og studerende Larissa Bihr fra teamet af Wagenknecht var i høj grad involveret i udgivelsen. Projektet blev finansieret af den tyske forskningsfond (DFG) med i alt omkring 430 EUR, 000,- for stillingen som ph.d.-forsker og forbrugsvarer. I næste trin, gruppen vil studere mekanismen for energimigration i detaljer.