DNA-Reparatur: Diät für die Zelle

8. Oktober 2014
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Forscher haben nun nachgewiesen, dass der Überwachungsmechanismus für die Zellreparatur und damit die Qualität der DNA durch die Nährstoffversorgung einer Zelle beeinflusst wird. Daraus könnten sich neue Ansätze für Verbesserungen in Krebstherapien ergeben.

Bei der Zellteilung muss die Weitergabe von beschädigter Erbinformation verhindert werden. Um beschädigte oder fehlerhafte DNA zu erkennen und eine Vererbung an die Tochterzellen zu vermeiden, haben Zellen Überwachungsmechanismen entwickelt. Diese sogenannten Checkpoints verhindern die Zellteilung und geben der Zelle damit mehr Zeit, das schadhafte Erbgut zu reparieren. In manchen Fällen ist eine effiziente Reparatur jedoch nicht möglich, selbst wenn die Checkpoints aktiviert sind.

Abschalten der Checkpoints deaktiviert

Wenn DNA-Schäden sehr lange bestehen bleiben, schaltet die Zelle die Checkpoints aus, ohne die Reparatur der DNA abzuwarten. Dieser Prozess, der als Adaptation bezeichnet wird, scheint für die einzelne Zelle zunächst vorteilhaft zu sein, da er letztlich ein weiteres Wachstum erlaubt. „Für den gesamten Organismus ist die Adaptation jedoch oft gefährlich, da die nicht reparierte DNA zu Krankheiten wie Krebs führen kann“, betont Forschungsgruppenleiter Dr. Brian Luke vom Zentrum für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg (ZMBH).

Die Molekularbiologinnen Julia Klermund und Katharina Bender in der Forschungsgruppe von Luke haben nun einen Weg gefunden, um zu verhindern, dass Zellen ihre Checkpoints abschalten. Damit haben diese mehr Zeit zur Reparatur, zugleich wird die Weitergabe von fehlerhafter DNA an Tochterzellen unterbunden. Die Forscherinnen konnten in Hefezellen zeigen, dass die Nährstoffversorgung in der zellulären Umgebung ein wichtiger Faktor ist, der sich auf diesen Prozess auswirkt: Beschädigte Zellen, denen nur wenige Nährstoffe zur Verfügung stehen, adaptieren nicht, sondern stoppen ihr Wachstum mit einem dauerhaft aktiven Checkpoint.

Effekt durch Nährstoffmangel

Derselbe Effekt war zu beobachten, wenn beschädigte DNA mit Rapamycin behandelt wurde. Dabei handelt es sich um ein Medikament, das metabolische Signalwege hemmt und somit Nährstoffmangel imitiert. „Zellen im nährstoffarmen Zustand waren langfristig deutlich lebensfähiger, wahrscheinlich weil sie vor der Zellteilung die Reparatur der Erbinformation abgewartet haben“, erklärt Klermund. „Wir gehen davon aus, dass eine nährstoffreiche Umgebung Zellen veranlasst zu wachsen und sich zu teilen, selbst wenn sie dies nicht tun sollten, weil beispielsweise die DNA beschädigt ist. Dagegen stellt ein Nährstoffmangel offenbar sicher, dass Zellen eine Teilung erst dann ‚riskieren‘, wenn alle Schäden behoben wurden“, ergänzt Luke.

Nach Angaben des Wissenschaftlers haben Forschungsergebnisse aus den USA vor kurzem gezeigt, dass Nährstoffmangel oder die Behandlung mit Rapamycin die Lebensdauer von Zellen verlängern und sogar die Wirksamkeit einiger Chemotherapien verbessern können. Die Arbeiten am ZMBH könnten laut Luke wichtige Details zur Klärung dieser Wirkmechanismen beitragen und zeigen Ansätze auf, wie sich weitere Verbesserungen erreichen lassen.

Originalpublikation:

High Nutrient Levels and TORC1 Activity Reduce Cell Viability following Prolonged Telomere Dysfunction and Cell Cycle Arrest
Julia Klermund et al.; Cell Reports, doi: 10.1016/j.celrep.2014.08.053; 2014

21 Wertungen (4.62 ø)

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8 Kommentare:

Dr.Bayerl, Arzt
Dr.Bayerl, Arzt

Für das Thema Krebs hier gilt das gleiche, ein erhöhtes Risiko nach Mortalitätsstatistik:
bösartige Tumoren(ICD-9 140-208)
Nicht-Vegetarier 36
Vegetarier (alle zusammen) 88
Bei Todesursache Nervenerkrankung ist der Unterschied noch größer,
kein Wunder, bei B12-Mangel

#8 |
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Arzt
Arzt

Sehr geehrte Frau Dr. G., ich fass es nicht,
Ihre selbst zitierte:
“German Vegan Study” zeigt trotz optimal gesunder Lebensführung
KEIN erniedrigtes, sondern ein ERHÖHTES cardiovaskuläres Risiko!
wörtlich:
“CONCLUSION:
Although TC and LDL concentrations were favorable, low HDL and elevated homocysteine and Lp(a) concentrations were unfavorable. Overall, these results confirm the notion that a vegan diet is deficient in vitamin B(12), which may have an unfavorable effect on CHD risk.”
CHD =Coronary heart disease risk factor

Es ist nicht zufällig die gleiche Kohorte, die schon von mir in #6 zitiert wurde,
denn es gibt keine andere in der Größe und Dauer (21 Jahre)

mfG

#7 |
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Dr.Bayerl, Arzt
Dr.Bayerl, Arzt

Verehrte Frau G., das ist noch keine Widerlegung.
Wenn man statistische Aussagen macht (Epidemiologie), dann muss man diese schon auf den Unterschied beschränken, der hier behauptet wird : tierisches Eiweiß,
nützlich oder schädlich.
Es ist unbestritten, dass Übergewicht gesundheitsschädlich ist und genau das Risiko in sich birgt, das Sie zitieren, ebenso wie rauchen und Alkohol trinken.
Um die Frage von tierischem Eiweiß zu beantworten, muss man also Menschen mit gleichem Gewicht (BMI) vergleichen, oder Nichtraucher mit Nichtrauchern etc.
Das kann man auch “herausrechnen”, genannt “multivariate Analyse”, nicht neues in der wissenschaftlichen Medizin.
Es ist ja kein Geheimnis, dass “Vegetarier” auch sonst eher “gesundheitsbewusst” leben, weniger rauchen und trinken etc., das wird zweifellos und uneingeschränkt positiv anerkannt.
Natürlich gibt es auch übergewichtige Vegetarier wie der bekannte Dirk Bach, der entsprechend leider “viel zu früh” verstorben ist.
Noch wichtiger,
muss ich Ihnen als Humanbiologin nun wirklich sagen, sind aber die Stoffwechselvorgänge selbst. Also die KAUSALE Analyse.
Hier geht es z.B. um die biologische Wertigkeit von Eiweiß, also die qualitativ und quantitativ optimale Zusammensetzung des für den Stoffwechsel täglich erforderlichen Aminosäuregemisches (AS), egal wo es letztlich herkommt, das kann man auch durch die Vene infundieren, sieht dann weder nach Pflanze noch nach Fleisch aus, ist nur viel teurer, aber möglich!
Ein Punkt, bei dem sich die wenigsten Ernährungsfachleute noch auskennen,
eigentlich Physikumswissen (Biochemie der Ernährung).
Schon wenn Sie einer Ratte die essentiellen AS teilen und einen Teil morgens und den anderen abends verfüttern verlieren sie bereits Gewicht, weil Eiweiß nicht gespeichert wird und Organzellen dafür sterben müssen.
Bekannter sind Vitamine und ESSENTIELLE Spurenelemente
und auch hier gibt es Defizite bei Vegetariern.
Es ist allerdings eine ideologiefreie Neutralität erforderlich, darüber überhaupt sprechen zu dürfen.
Am verheerendsten ist vegetarische Ernährung, oder gar vegane Ernährung für Kinder, besonders Kleinkinder.
Das müsste gesetzlich unter Strafe gestellt werden.

#6 |
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Gast
Gast

Nennen Sie einfach EINE EINZIGE,
die die Heidelberger Studie widerlegen könnte.
Die Bildzeitung wird nicht akzeptiert.

#5 |
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Arzt
Arzt

Ich denke mir, Frau Humanbiologin, warum Sie nicht zuende studiert haben, wenn Sie kranke Menschen behandeln wollen.
Die Schädlichkeit vegetarischer Ernährung ist der einzigen Deutschen Vegetarierstudie (Heidelberg) zu entnehmen, mit über 20 Jahren Verlaufsbeobachtung.
Sollte Pflichtlektüre jedes Ernährungsberaters sein.

Lifestyle Determinants and Mortality in German Vegetarians and Health-Conscious Persons: Results of a 21-Year Follow-up
Jenny Chang-Claude,1 Silke Hermann,1,3 Ursula Eilber,1 and Karen Steindorf 2

1Division of Clinical Epidemiology, 2Unit of Environmental Epidemiology, German Cancer Research Center, Heidelberg, Germany and 3Unilever Health Institute, Vlaardingen, the Netherlands

#4 |
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Gast
Gast

Was ist denn eine “Humanbiologe”?
Für Tier gilt das prinzipiell auch.
Daumenregel:
weniger Kalorien ist nützlich,
weniger Eiweiß ist schädlich

#3 |
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Gast
Gast

@ Frau Dr. G.: Tierisches Eiweiß senkt das Krebsrisiko beim Menschen.
Das sollte doch Allgemeinwissen sein.

#2 |
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Biochemiker

Dieser Mechanismus mag auch einen Teil der beobachteten anticarcinogenen Wirkung von Metformin erklaeren.

#1 |
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