Wetenschappers van MIT hebben het mysterie opgelost waarom het gedwongen inschakelen van genen die verantwoordelijk zijn voor DNA-herstel het netvlies van muizen niet verjongt, maar eerder de cellen ervan doodt. Hun bevindingen werden gepresenteerd in het tijdschrift Science Signaling.
Elke dag zijn er in elke cel van ons lichaam 10-20.000 kleine defecten in het DNA, die leiden tot het scheuren van de spiralen. Een heel complex van eiwitten en signaalmoleculen reageert op deze storingen, die ze herkennen, de mogelijkheid van reparatie beoordelen, de gescheurde draden verbinden of de cel signaleren om zichzelf te vernietigen.
Russische en buitenlandse wetenschappers hebben deze systemen lange tijd bestudeerd en geprobeerd te begrijpen welke soorten DNA-schade ze herstellen, wat hun activiteit beïnvloedt en of deze kan worden verhoogd door cellen onkwetsbaar te maken voor straling en hun eigenaar te beschermen tegen kanker.
Tien jaar geleden, zei Samson, voerde haar team een van de eerste van dergelijke onderzoeken uit. Ze volgden hoe de verhoogde activiteit van het AAG-gen, dat verantwoordelijk is voor de eliminatie van kleine enkelvoudige laesies in een van de DNA-strengen, de werking van de ogen beïnvloedt van muizen die een "paarden" -dosis chemotherapie kregen.
Wetenschappers hoopten dat het verbeterde werk van het "onsterfelijkheidsgen" het netvlies van knaagdieren zou beschermen tegen degeneratie, maar in werkelijkheid gebeurde precies het tegenovergestelde: de lichtgevoelige cellen begonnen nog sneller af te sterven en de muizen werden al snel blind.
Ze hebben de volgende tien jaar besteed aan het oplossen van dit raadsel. Het antwoord bleek heel simpel te zijn. Het bleek dat de AAG-enzymmoleculen zoveel beschadigde DNA-segmenten uitsneden dat dit leidde tot de opname van een speciaal "dood-eiwit", een molecuul van PARP dat necrose initieert, een van de varianten van cellulaire zelfmoord.
Tijdens normale DNA-reparatiesystemen herkent dit enzym breuken in enkele DNA-strengen, hecht zich eraan en genereert signalen die ervoor zorgen dat andere eiwitten deze schade herstellen. In het geval dat er teveel van dergelijke onderbrekingen zijn, berooft de buitensporig hoge PARP-activiteit de cel van zijn reserves aan "energiemunt", ATP-moleculen, wat leidt tot zijn verval en dood.
De inhoud van de voormalige cel, zoals Samson en haar collega's ontdekten, komt de intercellulaire ruimte binnen en veroorzaakt ontstekingen, wat de aandacht trekt van macrofagen, speciale immuunlichamen die de overblijfselen van dode cellen "verteren".
Promotie video:
Ze produceren op hun beurt een reeks agressieve moleculen die de nog levende receptoren van het netvlies binnendringen en het DNA verder beschadigen. Dit leidt tot een nieuwe uitbarsting van AAG-activiteit, activering van PARP, dood van een nieuw deel van cellen en verhoogde ontsteking. Als gevolg hiervan vernietigt het hele weefsel zichzelf snel.
Soortgelijke processen, zoals uit latere experimenten met muizen bleek, vinden plaats, zij het in een minder dramatische vorm, in andere weefsels en organen van muizen, waaronder het cerebellum, het beenmerg en de pancreas. Volgens Samson zal haar team in de nabije toekomst onderzoeken hoe deze problemen kenmerkend zijn voor menselijke weefsels en individuele cellen.
