Erkenntnisse über DNA-Topoisomerase bieten Potenzial für die Arzneimittelentdeckung und den Pflanzenschutz

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Erkenntnisse über die Funktion der DNA-Topoisomerase VI (Topo VI) könnten ein Sprungbrett für die Arzneimittelentdeckung und den Pflanzenschutz bieten.

Forscher in der Gruppe von Professor Tony Maxwell verwendeten Computertechniken, um die Rolle dieses Schlüsselenzyms, das bei der Regulierung der DNA im gesamten Baum des Lebens hilft, zu verfolgen und nachzuverfolgen.

Diese Analyse lieferte eine Reihe von Erkenntnissen, die unser Wissen über Topoisomerasen erweitern. Studie Das erscheint in NAR Genomik und Bioinformatik Die Forscher zeigen, dass:

  • Topo VI kommt überraschenderweise bei einigen Bakterienarten vor.
  • Topo VI kommt mit ziemlicher Sicherheit bei Plasmodienparasiten, zu denen auch die Malaria zählt, nicht vor.
  • Dank der genetischen Sequenzanalyse, die von Erstautor Adam Allen entwickelt wurde, ist es nun möglich, zwischen Topo VI und einem anderen Enzym, Spo11, das beim Menschen vorkommt, zu unterscheiden. Mangelndes Verständnis machte es Forschern bisher schwer, zwischen diesen Enzymen zu unterscheiden, was die Möglichkeit, Topo VI als Ziel für Medikamente zu verwenden, einschränkte.

    • Darüber hinaus hat die Studie einige Details über die Rolle von Topo VI bei der Endoreplikation von Pflanzen geklärt – einem Prozess, der Pflanzenzellen übermäßig groß werden lässt. Zukünftige wissenschaftliche Fragen darüber, wie dies geschieht, könnten zur Entwicklung von Herbiziden führen, die auf Topo VI abzielen.

    Die Studie wirft eine Reihe interessanter wissenschaftlicher Fragen auf, deren Antworten Anwendungsmöglichkeiten für die Behandlung von Krankheiten des Menschen und von Pflanzen bieten könnten, sagt Professor Maxwell.

    Professor Maxwell erklärt: „Es ist überraschend zu entdecken, dass Bakterien ein Topo VI haben – die Frage ist, warum sie das brauchen, wenn sie bereits über Gyrase Topo IV und Topo 1 verfügen. Das zu verstehen wird wichtig sein, wenn wir Topo VI als antibiotisches Ziel bei Bakterien verwenden wollen, die das Enzym haben.“

    DNA-Topoisomerasen sind eine Klasse von Enzymen, die eine grundlegende Rolle bei der Regulierung der DNA-Topologie spielen und deshalb wichtige Angriffsziele für antimikrobielle Medikamente und Chemotherapeutika sind.

    Bis vor kurzem ging man davon aus, dass Topo VI nur bei Archaeen vorkommt, einer Domäne einzelliger Organismen. Heute weiß man, dass es auch bei Pflanzen und einigen anderen Organismen vorkommt. Diese Studie scheint zu zeigen, dass es bei plasmodialen Parasiten nicht vorkommt, und dass es bei Bakterien bisher nicht vorkommt.

    Der Doktorand Adam Allen war der Erstautor dieser Studie und verwendete rechnergestützte Techniken, um die Rolle von Topo VI nachzuverfolgen.

    Mehr Informationen:
    Adam MB Allen et al, Phylogenetische Verteilung der DNA-Topoisomerase VI und ihre Unterscheidung von SPO11, NAR Genomik und Bioinformatik (2024). DOI: 10.1093/nargab/lqae085

    Zur Verfügung gestellt vom John Innes Centre

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