Erbgutschädigungen: Blinder Höhlenfisch hilft Reparaturprozesse zu verstehen

Forschende des KIT untersuchen Funktion von CPD-Photolyase bei blindem Höhlenfisch
Blinder Höhlenfisch mit chemischen Formeln im Hintergrund Cristiano Bertolucci/Universität Ferrara
Der blinde Höhlenfisch und die DNS-Schäden, auf die seine CPD-Photolyase ausgerichtet ist.

Immer mehr Menschen erkranken an Hautkrebs. Der wichtigste Risikofaktor dafür ist UV-Strahlung: Übermäßige UV-Exposition und damit verbundener oxidativer Stress können unser Erbgut – die DNS – schädigen. Umso wichtiger ist es, natürliche Mechanismen zu verstehen, die solche Schäden reparieren. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben mit Kolleginnen und Kollegen aus Italien und Japan die Funktion einer Photolyase bei einem blinden Höhlenfisch untersucht. Photolyasen sind lichtabhängige Enzyme, die durch UV-Exposition bedingte DNS-Schäden reparieren. Die in der Zeitschrift Nature Communications publizierte Studie zeigt, dass Photolyasen auch ohne Licht durch oxidativen Stress verursachte Schäden reparieren können.

Somalischer Höhlenfisch hat Reparaturenzym über Jahrmillionen ohne Sonnenlicht bewahrt

„Photolyasen kommen in den meisten Organismen vor, wie in Bakterien, Pflanzen oder Wirbeltieren“, erklärt Professor Nicholas S. Foulkes, Forschungsgruppenleiter am Institut für Biologische und Chemische Systeme (IBCS) des KIT. „Plazenta-Säugetiere – auch der Mensch – haben diese Enzyme im Lauf der Evolution seltsamerweise verloren und durch komplexere, aber weniger effiziente Mechanismen ersetzt.“

Gewöhnlich sind Photolyasen auf Lichtenergie angewiesen, um UV-bedingte DNS-Vernetzungen zu reparieren. Sonderbarerweise aber hat sich der blinde Höhlenfisch Phreatichthys andruzzii, der sich über Jahrmillionen isoliert von UV-Strahlung und sichtbarem Licht in Höhlengewässern unter Somalia entwickelt hat, eine Photolyase bewahrt. Diese ist spezifisch auf Cyclobutan-Pyrimidin-Dimere ausgerichtet (CPD-Photolyase). Die neue Studie zeigt, dass die CPD-Photolyase beim Somalischen Höhlenfisch lichtunabhängig funktioniert und durch oxidativen Stress in seiner unterirdischen Umgebung bedingte DNS-Schäden repariert. Diese Erkenntnisse können künftig dazu beitragen, durch Umweltstressoren bedingte Schäden besser zu verstehen.

or, 03.09.2025