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Chemie-Nobelpreis geht an drei DNA-Forscher

Tomas Lindahl, Paul Modrich und Aziz Sancar haben aufgeklärt, wie Zellen Fehler im Erbgut beheben können.

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Der diesjährige Chemie-Nobelpreis geht zu gleichen Teilen an die Entdecker des DNA-Reparatursets von Zellen, mit dem sie das Erbgut schützen: den Schweden Tomas Lindahl (Francis Crick Institute and Clare Hall Laboratory, England), den Amerikaner Paul Modrich (Howard Hughes Medical Institute, USA) sowie den gebürtige Türken Aziz Sancar (University of North Carolina School of Medicine).

Unsere DNA trägt jeden Tag tausende von Schäden durch ultraviolette Strahlung (UV), freie Radikale oder andere krebserregende Substanzen davon. Darüber hinaus können auch bei der Zellteilung, wenn das genetische Material verdoppelt und auf die Tochterzellen verteilt wird, Fehler passieren – ihre Zahl kann pro Tag in die Millionen gehen. Die Preisträger haben aufgeklärt, welche molekularen Mechanismen das Erbgut kontinuierlich auf Schäden untersuchen und diese beheben.

In den frühen 70er-Jahren hielten viele Forscher die DNA für ein ziemlich instabiles Molekül. Tomas Lindahl wies nach, dass sie aufgrund der Schäden sogar so schnell zerfalle, dass es eigentlich kein Leben auf der Erde geben dürfte. Als er genauer nachforschte, entdeckte er eine molekulare Apparatur, die diesem drohenden Kollaps beständig entgegenwirkt, indem sie beschädigte DNA-Basen gegen heile austauscht. Wenn man sich die DNA als verdrillte Leiter vorstellt, bilden je zwei Basen die Sprossen.

Aziz Sancar wiederum klärte den Reparatur-Mechanismus auf, der durch UV-Strahlung geschädigte Nukleotide – so heißen die Basen zusammen mit ihrer Verankerung in den Holmen – ersetzt. Derselbe Mechanismus behebt auch Defekte durch andere Mutationen erzeugende Substanzen.

Paul Modrichs Verdienst ist die Entdeckung der Korrektur von Fehlern, die bei Zellteilungen passieren. Dabei werden manchmal die obligatorischen Basenpaarungen von Adenin mit Thymin sowie Cytosin mit Guanin missachtet und unpassende Basen zusammengebracht. Modrich fand heraus, dass Zellen solche Fehlpaarungen anhand fehlender Methylgruppen erkennen und beheben können.

[Update, 07.10.2015, 13:40]
Details über die Untersuchungen der Preisträger wurden ergänzt.

Artikel auf Technology Review Online:

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