Ultraviolet licht brengt de integriteit van menselijke genetische informatie in gevaar en kan huidkanker veroorzaken. Voor de eerste keer, onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hebben aangetoond dat DNA-schade ook ver weg van het punt van inval van de straling kan optreden. Ze maakten een kunstmatig gemodelleerde DNA-sequentie in een nieuwe architectuur en slaagden erin om op een afstand van 30 DNA-bouwstenen DNA-schade te detecteren. De resultaten worden gerapporteerd in Angewandte Chemie .

"Tot dusver, we hebben gedacht dat het onmogelijk is dat lichtenergie tot nu toe in het DNA wordt overgedragen en daar schade aanricht, ", zegt professor Dr. Hans-Achim Wagenknecht van KIT's Institute of Organic Chemistry. De onderzoeksresultaten worden gepresenteerd in Angewandte Chemie en worden door het tijdschrift als buitengewoon belangrijk en in de beste tien procent gerangschikt. Voor de studie, een synthetisch geproduceerde, gemodificeerd DNA van een bepaalde architectuur werd gebruikt. Op bepaalde punten van deze korte gensectie, onderzoekers plaatsten een xanthonmolecuul als foto-energie-injector. Om aan te geven waar de door LED's geproduceerde UV-straling schade zou veroorzaken in het experiment, wetenschappers hebben paren thymines ingebracht op bepaalde afstanden van deze lichtinjector. Thymine is een van de vier nucleobasen en, Vandaar, een van de belangrijkste bouwstenen van DNA. De meest voorkomende schade aan DNA veroorzaakt door licht is het gevolg van het verbinden van naburige thymines:vanwege de lichtenergie, ze vormen vaste verbindingen van cyclobutaanpyrimidinedimeren (CPD).

Nadat de posities van CPD-vorming zijn gedefinieerd, het team slaagde erin migratie van foto-energie te bewijzen over 30 DNA-bouwstenen die overeenkomen met een afstand tot 10,5 nanometer. "Dit verrassend lange bereik is cruciaal voor het begrip van DNA-fotoschade, " zegt Wagenknecht. CPD-schade wordt beschouwd als de moleculaire oorzaak van huidkanker, omdat genetische informatie niet meer of niet correct kan worden gelezen.

De vraag hoe ver energie kan migreren is nog open. Bovenal, de wetenschappers wilden weten waar fotoschade ontstaat. Een ander belangrijk aspect is dat xanthonen die kunstmatig in het DNA zijn geïntroduceerd als lichtinjectoren, in veel gewone stoffen kunnen voorkomen, zoals antibiotica, en kan de lichtgevoeligheid van de huid na inname verhogen.

Promovendus Arthur Kuhlmann en student Larissa Bihr van het team van Wagenknecht waren grotendeels betrokken bij de publicatie. Het project werd gefinancierd door de Duitse Onderzoeksstichting (DFG) met een totaalbedrag van ongeveer 430 euro, 000 voor de functie van doctorandus/a en verbruiksgoederen. In de volgende stap, de groep zal het mechanisme van energiemigratie in detail bestuderen.