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19.05.2015

Auswirkung niedriger Strahlungsdosen auf Gene nachgewiesen


Auch sehr schwache Strahlung kann Veränderungen in der Zelle bewirken, die anders und weit stärker sind als bisher angenommen. Forscher am Helmholtz Zentrum München konnten im Stoffwechsel bestrahlter Zellen Vorgänge nachweisen, die diese These belegen. Dies könnte eine völlig neue Sichtweise auf die Rolle der täglichen Strahlenexposition des Menschen eröffnen.

Sehr niedrig dosierte Strahlung hat Auswirkungen auf die Zelle, die man bisher nicht kannte. Zu diesem Ergebnis kommt ein Forscherteam rund um Dr. Valerie Brid O'Leary am Institut für Strahlenbiologie am Helmholtz Zentrum München. Insbesondere die Aktivität von Teilen des nicht-kodierenden Genoms sorgt dafür, dass auch Strahlungsdosen unter 0,1 Gray Ausdruck in der Ausprägung bestimmter Botenstoffe finden. Dies wirft einerseits ein neues Licht auf die Wirkung ionisierender Strahlung, andererseits hilft es bei der Aufklärung der Funktionen von nicht-kodierenden Teilen des Genoms.

LNT-Modell widerlegt

Bei der Einschätzung der Strahlenwirkung folgte bisher die Lehrmeinung dem LNT-Modell (engl. Linear No Threshold), das davon ausgeht, dass die Gefährlichkeit von Strahlung linear mit abnehmender Dosis fällt. Dr. O'Leary und ihr Team konnten nun aber nachweisen, dass beispielsweise die Expression von MAT2A, einem Tumor-Suppressor-Gen, durch einen Abschnitt der nicht-kodierenden RNA mit dem Namen PARTICLE reguliert wird. Dieser wiederum lässt sich bereits durch sehr niedrig dosierte Strahlung aktivieren. Sie scheint Auswirkungen auf die Methylierung zu haben. Diese steuert die Expression oder Stilllegung von bestimmten Genen im Zellkern.

"Ob das einen Einfluss auf das Krebsrisiko hat, lässt sich mit unseren heutigen Untersuchungen noch nicht sagen, aber es ist nicht ausgeschlossen", sagt Dr. O'Leary. "Viel wichtiger aber ist die Tatsache, dass wir zeigen konnten, dass es Strahlenwirkungen gibt, die bisher überhaupt nicht bekannt waren. Das ist ein völlig neues Forschungsgebiet."

Die Forscher konnten damit untermauern, dass die Auswirkungen auch geringster Dosen physiologische Veränderungen in den Zellen nach sich ziehen, die über die Mutation von Genen, wie man sie als Strahlenschäden bisher kannte, weit hinausgehen. Das LNT-Modell verliert damit seine Gültigkeit bei schwacher Bestrahlung. Auch wenn bisher noch zu wenig konkrete Einzelheiten bekannt sind, könnte diese Erkenntnis auf lange Sicht weit reichende Folgen haben bei der Abschätzung der Wirkung von Strahlentherapie oder für den Arbeitsschutz.

Internationale Zusammenarbeit

Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des Dark.Risk-Projects von EURATOM in der Arbeitsgruppe von Prof. Mike Atkinson durchgeführt. Diese und drei weitere international besetzte Arbeitsgruppen haben es sich zum Ziel gesetzt, die Mechanismen von Strahlung in Verbindung mit chronischen Krankheiten zu erforschen - einschließlich Krebs, kardiovaskuläre und neurodegenerative Krankheiten. Dr. Valerie B. O'Leary befasste sich in erster Linie damit, aufzuklären, welche Stoffwechselvorgänge innerhalb von menschlichen Krebszellen durch niedrig dosierte Strahlung angestoßen werden. Bei der Analyse der Stilllegung einzelner Gene durch die Bildung von Triplexstrukturen arbeitete sie eng mit Laura G. Carracosa von der University of Queensland in Australien zusammen, und Dr. Saak Ovsepian von der Universität München unterstützte sie bei der Visualisierung der Daten. Im nächsten Schritt will das Forscherteam weitere Abschnitte der nicht-kodierenden RNA und ihre Rolle bei der Strahlenwirkung untersuchen.

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Quelle: Helmholtz-Zentrum München (HZM)




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