So macht ein mikroskopisches Tierchen unsere DNA unzerstörbar

Ein mikroskopisch kleines Lebewesen übersteht klirrende Kälte, extreme Austrocknung und sogar gewaltige Dosen an Strahlung. Bereits im Jahr 2016 identifizierten japanische Wissenschaftler im Bärtierchen der Art Ramazzottius varieornatus ein spezielles Protein namens Dsup. Das steht für "Damage suppressor" – also Schadensunterdrücker. Das Team der Universität Tokio wagte laut Xataca.com einen ungewöhnlichen Schritt und schleuste die genetische Bauanleitung für dieses Bauteil in menschliche HEK293-Zellen ein.

Die nur knapp einen Millimeter großen Tiere leben normalerweise an ganz alltäglichen Orten wie in feuchtem Moos oder Flechten. Wenn die Umgebung jedoch ungemütlich wird, verfallen sie in den sogenannten Tun-Zustand. Dabei drosseln sie ihren Stoffwechsel drastisch und aktivieren innere Schutzmechanismen, die ihre Zellstrukturen unversehrt halten. Bärtierchen trotzen dann unter anderem extremer Trockenheit, tiefsten Minustemperaturen und dem Vakuum des Weltalls.

Das identifizierte Schutzschild sammelt sich im Zellkern und bindet direkt an das Erbmaterial, genauer gesagt an die Nukleosomen. Dadurch fängt es Schäden durch hochreaktive Hydroxyl-Radikale ab, noch bevor körpereigene Reparaturprozesse überhaupt anlaufen müssen. Als die Forschungsgruppe die kultivierten menschlichen Zellen mit dem Bärtierchen-Protein harter Röntgenstrahlung aussetzte, zeigte sich der durchschlagende Erfolg: Bei einer Dosis von 10 Gy waren in den unveränderten Kontrollzellen rund 33 Prozent der DNA fragmentiert. In den modifizierten Zellen lag dieser Wert bei nur etwa 16 Prozent. Zudem behielten sie ihre Teilungsfähigkeit nach der Bestrahlung spürbar besser.

Zehn Jahre nach dem ersten Experiment in Tokio zeigen neue wissenschaftliche Veröffentlichungen weiterhin positive Effekte in Säugetierzellen. Allerdings weisen Beobachtungen bei bestimmten Zellen auch auf negative Folgen, wie etwa erhöhte DNA-Schäden, hin. Dsup ist letztlich nur ein Baustein eines viel größeren Repertoires an Schutzstrategien, zu denen auch intrinsisch ungeordnete Proteine gehören. Ein genaueres Verständnis dieser Prozesse könnte zukünftig dabei helfen, gesundes Gewebe bei Strahlentherapien zu schonen oder Risiken durch kosmische Strahlung bei Raumfahrtmissionen zu verringern. Vor einer tatsächlichen Anwendung am Menschen stehen jedoch noch enorme Hürden bei Sicherheit, Wirksamkeit, Verteilung im Körper und den biologischen Langzeitfolgen.