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Alexander Bürkle für Forschung zur DNA-Reparatur ausgezeichnet

Für seine Forschungsarbeit an den Mechanismen der DNA-Reparatur wurde der Konstanzer Biomediziner Prof. Dr. Alexander Bürkle von der Gesellschaft für Toxikologie und der Zeitschrift „Toxikologie“ mit dem GT-Toxicology-Preis ausgezeichnet. Sein Fokus liegt auf der Erforschung des Enzyms „Poly[ADP-Ribose]Polymerase“ (PARP), das in schwach ausgeprägter Funktion zu einer unvollständigen oder verlangsamten Reparatur der ständig auftretenden Erbgutschäden führen kann.

Prof. Dr. Alexander Bürkle, Forscher an der Universität Konstanz © Universität Konstanz

Alexander Bürkle, Professor für Molekulare Toxikologie im Fachbereich Biologie der Universität Konstanz, erforscht die Zusammenhänge zwischen den Funktionen der Erbgut-Reparatur und dem Alterungsprozess sowie der Krebsentstehung. „Ich freue mich sehr über die Ehre und die Anerkennung für unsere Forschungsgruppe“, bedankt sich Alexander Bürkle. Jüngst im Januar 2011 wurde er, gemeinsam mit seiner Mitarbeiterin Dr. María Moreno-Villanueva, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit dem Ursula M. Händel-Tierschutzpreis für die Entwicklung von Verfahren ausgezeichnet, die eine erhebliche Anzahl von Tierversuchen überflüssig machen.

Alexander Bürkles Forschungsarbeit konzentriert sich auf das Enzym „Poly[ADP-Ribose]Polymerase“ (PARP). Im Vordergrund steht unter anderem dessen biochemische Funktion. „PARP ist ein Werkzeug im Zellkern, das für verschiedene Zwecke eingesetzt werden kann. Der erste Zweck – und in meinen Augen der wichtigste Zweck – betrifft die Reparatur der DNA“, erklärt Bürkle. Eine schwach ausgeprägte PARP-Funktion in einem Organismus führt zu einer unvollständigen oder verlangsamten Reparatur der ständig auftretenden Erbgutschäden. Eine Akkumulierung von Zellschäden ist die Folge, was zu einem Absterben der Zelle oder zu Zellmutationen und in der Folge zu Krebs-Erkrankungen führen kann.

Anhand vergleichender Studien zwischen verschiedenen Säugetierarten konnten Alexander Bürkle und seine Arbeitsgruppe bereits in der Vergangenheit direkte Zusammenhänge zwischen der PARP-Funktion und dem Alterungsprozess sowie der Lebenserwartung eines Organismus nachweisen. „Inwieweit kann die DNA-Reparaturfunktion den Alterungsprozess unter Kontrolle halten? Inwieweit kann eine nicht perfekte DNA-Reparatur dazu führen, dass der Alterungsprozess schneller oder pathologisch abläuft?“, skizziert Bürkle die aktuellen Fragestellungen seiner Arbeitsgruppe.

„Unsere Arbeitshypothese ist: Eine gute PARP-Funktion wirkt sich positiv auf die Aufrechterhaltung der Erbsubstanz aus: Die DNA bleibt stabil. Dies sollte dazu führen, dass der Alterungsprozess und die Krebsentstehung gebremst werden.“ Gegenwärtig arbeitet Alexander Bürkle an Methoden, wie die Funktionsweise einer PARP gesteigert werden kann. Zudem befasst er sich mit der Frage wie eine leistungsstarke Poly[ADP-Ribose]Polymerase auf einen weniger gut gerüsteten Organismus übertragen werden kann. Alexander Bürkle und seine Arbeitsgruppe konnten in unterschiedlichen Studien nachweisen, dass das Vitamin Nikotinsäure – nicht zu verwechseln mit dem Nikotin in Zigarettenrauch – eine Potenzierung der PARP-Funktion bewirkt und darüber hinaus humane Zellen gegen DNA-schädigende Einwirkungen schützt.

Der mit 1.000 Euro dotierte GT-Toxicology-Preis wird von der Gesellschaft für Toxikologie und der Zeitschrift „Toxikologie“ für besondere wissenschaftliche Leistungen anhand erschienener Publikationen vergeben. Der Preis wurde Alexander Bürkle am 31. März 2011 im Rahmen der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Experimentelle und Klinische Pharmakologie und Toxikologie (DGPT) in Frankfurt am Main überreicht.

Glossar

  • Desoxyribonukleinsäure (DNS / DNA) trägt die genetische Information. In den Chromosomen liegt sie als hochkondensiertes, fadenförmiges Molekül vor.
  • Enzyme sind Katalysatoren in der lebenden Zelle. Sie ermöglichen den Ablauf der chemischen Reaktionen des Stoffwechsels bei Körpertemperatur.
  • Für den Begriff Organismus gibt es zwei Definitionen: a) Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren und selbstständig, d. h. ohne fremde Hilfe, zu existieren (Mikroorganismen, Pilze, Pflanzen, Tiere einschließlich Mensch). b) Legaldefinition aus dem Gentechnikgesetz: „Jede biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches Material zu übertragen.“ Diese Definition erfasst auch Viren und Viroide. Folglich fallen gentechnische Arbeiten mit diesen Partikeln unter die Bestimmungen des Gentechnikgesetzes.
  • Biochemie ist die Lehre von den chemischen Vorgängen in Lebewesen und liegt damit im Grenzbereich zwischen Chemie, Biologie und Physiologie.
  • Die Pathologie ist ein Teilgebiet der Medizin, das sich mit der Erforschung und Lehre von den Ursachen, der Entstehung, der Verlaufform und der Auswirkungen von krankhaften Symptomen sowie von Missbildungen beschäftigt.
  • Molekular bedeutet: auf Ebene der Moleküle.
  • Die Pharmakologie ist eine Wissenschaft, die sich mit der Wechselwirkung zwischen Arzneimitteln und Organismen befasst. Dabei gibt es zwei Verfahren zur Beurteilung: Die Pharmakokinetik beschreibt die Aufnahme, Verteilung, Verstoffwechselung und Ausscheidung des Wirkstoffs, die Pharmakodynamik beschreibt die Wirkung des Arzneimittels im Organismus.
  • Ein Polymer ist eine aus gleichartigen Einheiten aufgebaute kettenartige oder verzweigte chemische Verbindung. Die meisten Kunststoffe sind Polymere auf Kohlenstoffbasis.
  • Vitamine sind lebenswichtige organische Verbindungen, die mit der Nahrung aufgenommen werden müssen, da sie der Körper nicht selbst synthetisieren kann. Sie sind für die Regulation des Stoffwechsels verantwortlich, indem sie die Verwertung von Kohlenhydrate, Proteine und Mineralstoffe ermöglichen. Man unterscheidet zwischen fettlöslichen und wasserlöslichen Vitaminen. Vitamin C ist zum Beispiel für die Stärkung des Immunsystems zuständig. Ausnahme: Vitamin D kann vom Körper produziert werden, solange genug Sonnenlicht vorhanden ist.
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