Ultraviolett ljus äventyrar integriteten hos mänsklig genetisk information och kan orsaka hudcancer. För första gången, Forskare vid Karlsruhes tekniska högskola (KIT) har visat att DNA-skador också kan uppstå långt borta från strålningens infallspunkt. De producerade en artificiellt modellerad DNA-sekvens i ny arkitektur och lyckades upptäcka DNA-skador på ett avstånd av 30 DNA-byggstenar. Resultaten redovisas i Angewandte Chemie .

"Än så länge, vi har trott att det är omöjligt för ljusenergi att överföras så långt i DNA:t och orsaka skada där, " säger professor Dr. Hans-Achim Wagenknecht från KIT:s Institute of Organic Chemistry. Forskningsresultaten presenteras i Angewandte Chemie och rankas som utomordentligt viktiga och bland de bästa tio procenten av tidskriften. För studien, en syntetiskt framställd, modifierat DNA av en viss arkitektur användes. Vid vissa punkter i detta korta genavsnitt, forskare infogade en xantonmolekyl som fotoenergiinjektor. För att specificera var UV-strålningen som produceras av lysdioder skulle orsaka skada i experimentet, forskare infogade par av tyminer på definierade avstånd från denna ljusinjektor. Tymin är en av fyra nukleobaser och, därav, en av de viktigaste byggstenarna i DNA. De vanligaste skadorna på DNA orsakade av ljus beror på att närliggande tyminer länkas samman:På grund av ljusenergin, de bildar fasta föreningar av cyklobutan-pyrimidin-dimerer (CPD).

Efter att ha definierat positionerna för CPD-bildning, teamet lyckades bevisa migration av fotoenergi över 30 DNA-byggstenar motsvarande ett avstånd på upp till 10,5 nanometer. "Denna förvånansvärt långa räckvidd är avgörande för förståelsen av DNA-fotoskador, " säger Wagenknecht. CPD-skada anses vara den molekylära orsaken till hudcancer, eftersom genetisk information inte längre kan läsas eller inte kan läsas korrekt.

Frågan om hur långt energi kan migrera är fortfarande öppen. Framför allt, forskarna ville ta reda på var fotoskador uppstår. En annan viktig aspekt är att xantoner som artificiellt introduceras i DNA:t som lätta injektorer kan finnas i många vanliga ämnen, som antibiotika, och kan öka hudens ljuskänslighet efter intag.

Doktorandforskaren Arthur Kuhlmann och studenten Larissa Bihr från Wagenknechts team var till stor del involverade i publiceringen. Projektet finansierades av den tyska forskningsstiftelsen (DFG) med totalt cirka 430 euro, 000 för tjänsten som doktorand och förbrukningsvaror. I nästa steg, gruppen kommer att studera mekanismen för energimigrering i detalj.