Dehnung von Geweben führt zu Faltenbildung der Zellkerne und zur Neuanordnung der DNA

Gewebe schützen ihre DNA bei mechanischer Belastung

Die meisten menschlichen Gewebe enthalten langlebige Stammzellen, deren Eigenschaften für die Gewebefunktion und -erhaltung entscheidend sind. Aufgrund der Langlebigkeit ist ein effektiver Schutz des Genoms dieser Zellen essenziell, um Mutationen und der Entstehung von Krankheiten wie Krebs vorzubeugen. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Sara Wickström, die am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns und dem Exzellenzcluster CECAD an der Universität zu Köln sowie dem Helsinki-Institut für Biowissenschaften an der Universität Helsinki forscht, hat nun untersucht, wie mechanische Kräfte die DNA schädigen und welche Mechanismen existieren könnten, um unsere Zellen vor diesen Schäden zu schützen. Hierfür nutzten die Forscher ein spezielles Gerät und setzten Haut- und Muskelstammzellen einer mechanischen Dehnung aus, die auch innerhalb des Gewebes auftreten würde. Dabei stellten die Wissenschaftler fest, dass sich die Zellen vor solchen Belastungen schützen, indem sie die Zellkerne verformen und ebenso das genetische Material selbst aufweichen. Sobald diese Prozesse experimentell verhindert wurden, entstanden Schäden an der DNA, wie die Forscher aufzeigen konnten. Zudem zeigte sich, dass Krebszellen weniger empfindlich auf mechanische Dehnung reagierten als gesunde Stammzellen. An diese Erkenntnisse will das Forschungsteam zukünftig anknüpfen, um weitere Zusammenhänge zwischen Krebsbildung und mechanischen Einflüssen aufzudecken. Bild: Dehnung von Geweben führt zu Faltenbildung der Zellkerne und zur Neuanordnung der DNA (Quelle: Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns).

DOI: 10.1016/j.cell.2020.03.052

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