Struktureller und mechanistischer Einblick in die DNA-Reparatur

DNA-Doppelstrangbrüche sind eine der größten Gefahren für das Genom und eine treibende Kraft in der Krebsenstehung. Zelluläre Reparaturmechanismen wie die Homologe Rekombination sind essentiell für den Erhalt der genomischen Stabilität und benötigen eine initiale Prozessierung der Bruchstellen, um freie DNA Enden zu generieren – ein bisher nur wenig verstandener Prozess.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern um Prof. Karl-Peter Hopfner, Direktor des Genzentrums der LMU, ist es nun gelungen, den strukturellen Mechanismus aufzuklären, mit dem der für die initiale Reparatur entscheidende Mre11-Rad50 (MR) Proteinkomplex blockierte DNA Enden erkennt und prozessiert. MR ist eine sogenannte Endonuklease, also ein Enzym, das DNA-Stränge intern schneiden kann. Das Team um Hopfner nutzte modernste Techniken wie Kryo-Elektronenmikroskopie und biochemische Assays, um den MR Komplex näher zu durchleuchten. Die Arbeit vereint die diversen Nukleaseaktivitäten von MR zu einem strukturellen Mechanismus, welcher hilft, die Reparatur von DNA-Doppelstrangbrüchen besser zu verstehen.

Gut F, Käshammer L, Lammens K, Bartho JD, Boggusch AM, van de Logt E, Kessler B, Hopfner KP: Structural mechanism of endonucleolytic processing of blocked DNA ends and hairpins by Mre11-Rad50. Molecular Cell 2022