In vitro und in vivo Charakterisierung der durch Topoisomerase I induzierten DNA-Reparatur

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Humane DNA-Topoisomerase I(Topo I) erkennt eine durch genotoxischen Stress induzierte torsinale Spannung in der DNA und versucht diese durch Strangbruch und anschließende Ligation zu entfernen. Befindet sich der Schaden in unmittelbarer Nähe zur Topo I-Bindungsstelle, misslingt der Ligationsversuch und Topo I bildet einen als "suizidal" bezeichneten kovalenten Komplex mit der geschädigten DNA. Die so fixierte Topo I kann aus dem suizidalen Komplex durch ein zweites Molekül desselben Enzyms in einer von uns als "Doppelschnitt" bezeichneten Reaktion freigesetzt werden. Hierbei entsteht eine ca. 13 Nucleotide umfassende Einzelstranglücke, die als Eintrittsstelle zur rekombinativen Freisetzung des zweiten Topo I-Moleküls genutzt werden kann. Hierfür wird ein komplementärer DNA-Einzelstrang benötigt, der an seinem 5'-Ende eine freie Hydroxylgruppe tragen muss. Über diesen Weg kann Topo I prinzipiell einen rekombinativen DNA-Reparaturweg einleiten. Die durch Topo I eingeleitete rekombinativen Reparatur soll in vivo und in vitro näher untersucht werden. Weitere an dieser Reparatur beteiligte Proteinfaktoren sollen identifiziert und funktionell charakterisiert werden. Da das Tumorsuppressorprotein p53 die Doppelschnittreaktion der Topo I stark stimuliert und da sowohl p53 als auch Topo I offensichtlich an der Fehlererkennung in der lebenden Zelle beteiligt sind, soll die Rolle von p53 am vorgeschlagenen Reparaturmechanismus näher untersucht werden.