Bayer-Preis: Qualitätskontrolle im Erbgut

Ohne Licht kein Leben. Aber Licht kann auch Hautkrebs auslösen. Denn die ultraviolette (UV-)Strahlung der Sonne zersetzt die Erbinformation in den Hautzellen und verändert so den genetischen Bauplan. Die Folge kann entfesseltes, zerstörerisches Wachstum der Hautzellen sein – Krebs.

Allerdings hat sich das Leben auf der Erde mit der UV-Strahlung arrangiert. In jeder gesunden Zelle sind biochemische Spürtrupps unterwegs, die vom Licht chemisch „verschmortes“ Erbgut entdecken und ausbessern. Wie das vor sich geht, erforscht Thomas Carell von der Münchner Ludwig-Maximilians-Universität. Für seine Arbeit wurde der 41-jährige Chemiker am Dienstag in Berlin mit dem Otto-Bayer-Preis der Bayer AG ausgezeichnet.

Jeden Tag müssen rund 40000 Schäden am Erbmolekül DNS ausgebügelt werden – pro Zelle wohlgemerkt. Deshalb wäre Leben ohne eine Reihe von ausgefeilten biochemischen DNS-Reparatursystemen, über die jede intakte Zelle verfügt, undenkbar. Carell beschäftigt sich vor allem mit genetischen Veränderungen (Mutationen) durch UV-Licht. Gegen diese Lichtschäden sind Bakterien, Pflanzen und Fische und viele andere Tiere bemerkenswerterweise besser geschützt als Säugetiere wie der Mensch. Vielleicht, weil sich die Säugetiere vor Urzeiten im Schutz der Nacht entwickelten und keinen Sonnenschutz brauchten.

Carell ist es gelungen, einen der Reparaturtrupps bei der Arbeit zu beobachten. Das Bemerkenswerte an seiner Forschung ist, dass jeder Arbeitsschritt gemeinsam von Biologen und Chemikern seines Teams gelöst wurde. Das begann mit einem Reparaturprotein aus der Taufliege Drosophila, das die Wissenschaftler zunächst künstlich in Bakterien herstellten.

Dann produzierten sie Erbinformation, in der mit Hilfe von UV-Licht typische Schäden hervorgerufen wurden. Schließlich brachten sie das Reparaturprotein mit der defekten DNS in Verbindung und erzeugten Kristalle aus dem Protein. Die Forscher konnten nun genau beobachten, wie das Eiweiß den Defekt behebt.

„Das Reparaturprotein biegt die Erbinformation auf, sprengt sie auseinander und repariert den Schaden“, erläuterte Carell in seinem Festvortrag im Berliner Ewerk seine Arbeit. Das genaue Verständnis dieser elementaren Lebensprozesse soll eines Tages helfen, bessere Pflanzen zu züchten und Krebs gezielter zu bekämpfen. Aber bis dahin ist es noch ein weiter Weg.