Jahresbericht 2003 - Leibniz Institute for Age Research

Arbeitsgruppe Greulich
1. DNA Schäden und Reparatur
Mitarbeiter: H. Dittmar, A. Rapp, F. Remane, M. Struwe, D. Vater
Finanzierung: BMBF Projekt Multistrahl Pinzette
Kooperationen: E. Gebhardt, Erlangen, R. Greinert, Buxtehude, J.Thomale, Essen,
N. Morley, Truoro, U.K., P. Boukamp, DKFZ, M.Hausmann, Freiburg,
B. Pool-Zobel, FSU Jena
Die Forschungsgruppe nutzt den Comet-Assay, eine Technik welche sehr sensitive Studien
entweder (in ihrer alkalinen Version) von DNA -Einzelstrang- oder (in ihrer neutralen Version)
von Doppelstrangbrüchen in individuellen Zellen ermöglicht. Entweder bereits vorhandene
DNA Brüche oder deren Bruch- Empfindlichkeit, induziert z. B. durch Strahlung, Gifte oder
Alterungserscheinungen, können untersucht werden. Außerdem hat die Gruppe, parallel zu
Gruppen in Seattle und Dublin, Comet-Assay mit FISH kombiniert (COMET FISH ). Diese
Technik ermöglicht es zu testen, ob ein Gen oder eine Genomregion in einem bruchempfindlichen
Umfeld oder in einer stabilen Region liegt. Ein interessantes Ergebnis mit COMET
FISH ist, dass eine umgekehrte Beziehung zwischen einer allgemeinen Fragilität humaner
Chromosomen und der Dichte an aktiven Genen gefunden wurde. Ein weiteres Ergebnis der
Anwendung von Comet-Assay an Lymphozyten menschlicher Spender zwischen 20 und 91
Jahre ist, dass die allgemeine Stabilität des menschlichen Genoms zwischen verschiedenen
Spendern zwar verschieden, aber bis etwa 60 Jahre durchschnittlich stabil ist.
Überraschenderweise hatten zwei gesunde und aktive Spender im Alter von 78 und 91
Jahren sehr stabile Genome. Es wird interessant sein festzustellen, ob dies eine Folge des
Alterns ist, oder ob die hohe Stabilität ihrer Genome die Voraussetzung für deren Gesundheit
im hohen Alter ist. Außerdem wurde, nach UV A Einwirkung, die Wechselwirkung der zwei
Doppelstrang - Reparaturwege HRR und NHEJ mit dem Comet-Assay, Mikro – Kern -
Induktion, yH2AX, Immunhistochemie und Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Wir haben
sieben Proteine der beiden Reparaturwege benutzt, um herauszufinden, wie sich
zellzyklusabhängig entscheidet, welcher der beiden Wege zur Doppelstrangbruchreparatur
benutzt wird.
2. Analyse markerfreier Protein-Chips
Mitarbeiter: G. Günther, S. Schulz, B. Härtl, H. M. Striebel, P. Schellenberg,
P. Grigaravicius
Finanzierung: VDI SCREEN Project
Kooperationen: 9 verschiedene Kooperationspartner in Deutschland
Protein-Chips können durch eine eng begrenzte Anzahl physikalischer Verfahren, wie z. B.
durch Massenspektroskopie (SELDI) oder unter Benutzung von Fluoreszenz ausgelesen
werden. Bisher wurden Fluoreszenzmarkierungen an den Proteinen benötigt, um die
Proteine sichtbar zu machen. Wenn nur geringe Mengen eines Proteins zur Verfügung
stehen, können die Färbechemie und Ausbeuteverluste bei der Reinigung zum kompletten
Verlust dieses Proteins führen. Deshalb wurde begonnen, die proteineigene Fluoreszenz von
Tryptophanen und z.T. von Tyrosinen zur Detektion von Proteinspots auf Chipoberflächen zu
benutzen. Leider fluoreszieren die Aminosäuren nur im UV und das verursacht Schwierigkeiten.
Durch das Reaktivieren eines Femtosekunden Laser Systems aus der Gruppe von
Günther Löber nach dessen Emeritierung konnten wir diese Probleme lösen, wobei Fluoreszenzlebensdauern
anstelle von Fluoreszenzintensitäten benutzt wurden. Der augenblickliche
Stand ist der, dass wir Chips benutzen können die 9-16 Proteine tragen um Extrakte von
verschiedenen Zelltypen zu unterscheiden. Als Anwendung für die nahe Zukunft werden wir
im Rahmen eines gemeinsamen DFG Projekts mit dem Institut für
Ernährungswissenschaften der FSU Jena Chips herstellen mit denen verschiedene
Isoformen von Gluthation S Transferase beobachtet werden können, um die Entstehung von
Dickdarmkrebs zu studieren und nach Interventionsmöglichkeiten zu suchen.
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