Sådan reparerer kroppen selv skader på DNA
Danske forskere har fundet en vigtig mekanisme i cellernes evne til at reparere på eget DNA. Opdagelsen kan blandt andet lede til bedre forståelse af, hvorfor kræft udvikler sig.

Forskere har fundet en vigtig brik i cellernes evne til at reparere på eget DNA. (Foto: Shutterstock)

Forskere har fundet en vigtig brik i cellernes evne til at reparere på eget DNA. (Foto: Shutterstock)

 

Ny dansk forskning viser, at nogle hidtil oversete molekyler i kroppens celler spiller en helt central rolle i reparation af DNA’et.

De oversete molekyler (histon 1 (H1), se faktaboks) er hidtil primært blevet tillagt en rolle som strukturmolekyle organiseringen af DNA’et inde i cellerne, men nu viser det nye studie, at H1 også spiller en vigtig rolle i reparation af DNA’et.

Opdagelsen leder ifølge forskeren bag det nye forskningsresultat til en bedre forståelse af blandt andet udviklingen af kræft.

»Kræft er karakteriseret ved, at sygdommen netop er forårsaget af skader på DNA’et. Derfor spiller H1 øjensynligt en vigtig rolle i forsvaret mod kræft, da H1 er helt central i rekrutteringen af reparationsproteiner til at udbedre disse skader. At H1 spiller så central en rolle i så vigtig en mekanisme er helt ny viden, og det gør også, at andre forskere formentlig vil begynde at give H1 meget mere opmærksomhed, end molekylet har fået tidligere,« fortæller professor

Niels Mailand fra The Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research ved Københavns Universitet.

Den nye opdagelse er offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature.

Kollega kan lide studiet

Lektor Claus Storgaard Sørensen forsker ved Biotech Research & Innovation Center på Københavns Universitet.

Han har ikke deltaget i det nye studie, men har læst det og mener, at studiet er meget spændende.

Blandt andet er han begejstret over, at kollegaerne har fundet en funktion af H1, hvis bidrag til DNA’ets funktion man hidtil har haft svært ved at forstå.

Specielt hæfter Claus Storgaard Sørensen sig dog ved, at forskerne har fundet nye mekanismer, der regulerer reparationen af DNA'et, og som også spiller en vigtig biologisk rolle i immunforsvaret.

Fakta

Cellerne har forskellige histoner, som hjælper dem med at håndtere og organisere de to meter lange DNA-strenge, der findes i hver celle. Histonerne benyttes af cellerne til at vikle DNA’et op omkring, så det bliver systematisk organiseret i små klumper, der gør det lettilgængeligt for cellens mange forskellige proteiner, der skal arbejde med DNA’et. Histonerne spiller også forskellige roller i reguleringen af DNA’et. Histonerne har blandt andet nogle haler, som ved hjælp af kemiske signaler rekrutterer forskellige molekyler. Disse molekyler hjælper eksempelvis cellen med at oversætte informationen i DNA’et til funktionelle proteiner. Histonerne kan også slukke eller tænde for forskellige gener, så de bliver aktive eller inaktive alt efter cellens behov. Histon 1 eller H1 har forskere indtil nu primært tillagt en strukturel rolle i organisering af DNA, mens der er blevet forsket intensivt i, hvilke roller de fire kernehistoner H2A, H2B, H3 og H4 spiller.

»Hvis jeg skal pege på det, som i min optik er mest spændende, må det være det. Forskerne har leveret et stort bidrag til vores forståelse af, hvorledes reparationsproteinet 53BP1 rekrutteres til områder med DNA-skader. Samtidig er 53BP1 en meget vigtigt faktor for immunforsvaret. Her skal blive spændende at se, om der er nogle store opdagelser at hente i den retning,« siger Claus Storgaard Sørensen, der også mener at forskningen på nuværende tidspunkt mest befinder sig på grundforskningsniveau.    

Skader på DNA’et 100.000 gange i døgnet

I hver eneste af kroppens celler opstår der dagligt 50.000 til 100.000 skader på DNA’et, hvor forskellige af DNA’ets byggesten bliver byttet rundt eller ændret, eller hvor en enkelt eller begge DNA-strenge bliver revet over.

Når det sker, indhenter den enkelte celle en masse forskellige reparationsproteiner til stedet, hvor skaden er sket, så den hurtigt kan blive udbedret.

På den måde kan cellen selv reparere skaden, og den undgår at skaden ødelægger cellen eller omdanner den til eksempelvis en kræftcelle.

Kortlægningen af disse mekanismer udløste tidligere på måneden en nobelpris i kemi til tre forskere. Det kan du læse mere om i artiklen ’Forskning bag nobelpris i kemi er et kræft-gennembrud’.

Forskere har i den sammenhæng længe vidst, at proteinet ubiquitin spiller en vigtig rolle i rekrutteringen af reparationsproteiner, men hidtil har det været et mysterium, hvordan ubiquitin gjorde det, og hvordan reparationssystemet bliver reguleret.

Det nye forskningsresultat viser, at ubiquitin sætter sig på H1 i nærheden af DNA-skaden, og at H1 derved er med til at rekruttere reparationsproteiner direkte til det sted, hvor der er behov for dem.

»Man har vist, at ubiquitin sætter sig på histoner i nærheden af en skade på DNA’et, men man har hele tiden troet, at det involverede histon måtte være et af de fire kernehistoner. Nu viser det sig så ganske overraskende, at det er det ekstra histon, H1, som ubiquitin-molekylet først sætter sig på,« siger Niels Mailand.

Flere perspektiver

Perspektivet i den nye forskning er ifølge Niels Mailand todelt.

  • For det første kan forskningsresultatet bruges direkte til at forstå cellernes DNA-reparationsmekanismer. Med det nye forskningsresultat falder en vigtig brik på plads i forskernes forståelse af, hvordan kroppen reparerer på sit eget DNA.

    Da fejl i reparationsmekanismen kan lede til kræft, kan det nye forskningsresultat også bruges til bedre at forstå, hvordan kræft opstår, og hvordan man kan forhindre det ved at målrette behandling til selve reparationsprocessen.
     
  • For det andet peger det nye studie på, at H1 spiller en langt større og mere aktiv rolle i reguleringen af DNA’ets funktion og stabilitet, end forskere hidtil har troet.

    Rekruttering af reparationsproteiner er potentielt set kun én ud af mange mekanismer, som dette molekyle kan have, og der kan være mange flere opdagelser på vej for de forskere, som på baggrund af den danske opdagelse vil kigge nærmere på dette hidtil lidt oversete histon.

»Jeg tror, at der er rigtigt meget at udforske her. Det er som at åbne en dør til et hidtil nærmest uopdaget territorium med masser af spændende viden. Histonerne er utroligt vigtige for mange af cellernes processer og for deres generelle velbefindende, og derfor er der i international forskning fokuseret meget på kernehistonerne og deres funktioner. Der er dog næsten ikke fokuseret på H1-histonet, for man vidste ganske enkelt ikke, at det havde en indflydelse på reparationsprocessen,« forklarer Niels Mailand.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte, døde og vaccinationer i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk