Studie entdeckt, dass kollidierende Ribosomen die RNA-Reparatur aktivieren

Aldehyde sind giftige Verbindungen, die im Körper durch Stoffwechselprozesse, insbesondere beim Alkoholkonsum, entstehen. Sie sind gefährlich, weil sie sich an zelluläre Makromoleküle wie DNA, RNA und Proteine ​​binden und diese vernetzen.

Durch die Vernetzung verursachte Schäden an der DNA müssen von der Zelle repariert werden, um vorzeitiger Alterung und Krebs vorzubeugen. Bisher war jedoch nicht bekannt, ob und wie Zellen Vernetzungsschäden an einzelsträngiger RNA erkennen und beheben. Ein Team um Professor Julian Stingele vom Genzentrum München hat nun gezeigt, dass RNA-Vernetzungsschäden toxisch sind, weil sie die Proteinsynthese beeinträchtigen. Die Forschung ist veröffentlicht im Tagebuch Molekulare Zelle.

„Früher war es schwierig, RNA-Vernetzungsschäden gezielt zu untersuchen, da die meisten Chemikalien auch DNA schädigen“, sagt Hauptautorin Jacqueline Cordes.

„Wir haben daher einen neuen Ansatz genutzt, um RNA-Schäden in Abwesenheit von DNA-Schäden zu induzieren und zu untersuchen“, fügt Dr. Shubo Zhao, ebenfalls Hauptautor der Studie, hinzu. Mit diesem neuartigen experimentellen System entdeckten die Forscher einen bisher unbekannten Mechanismus, durch den das Ribosom als Sensor für Vernetzungsschäden fungieren kann.

Ribosomen laufen entlang der Botenmolekül-mRNA, um die in der mRNA gespeicherten Informationen in Proteine ​​zu übersetzen. Wie die Forscher zeigen, bleibt das Ribosom stecken, sobald es auf eine Läsion trifft. Dies führt zu Kollisionen mit nachfolgenden Ribosomen und löst die Beseitigung des Schadens aus.

„Unsere neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Verbindungen, die üblicherweise ausschließlich als DNA-schädigende Wirkstoffe angesehen werden, die zelluläre Homöostase auf einer viel breiteren Ebene gefährden. Angesichts der Tatsache, dass solche Wirkstoffe häufig für Chemotherapien verwendet werden, hat unsere Arbeit unmittelbare Auswirkungen auf die Wirkmechanismen häufig verwendeter Anti-Arzneimittel. Krebsmedikamente“, sagt Stingele.