Neue Funktion von ATR entdeckt

Forscher am Leibniz-Institut für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena haben eine neue Funktion des DNA-Reparaturproteins ATR bei der Regulierung der Mitochondrienhomöostase entdeckt. Diese Entdeckung trägt maßgeblich zum Verständnis der Ätiologie genomischer Instabilitätserkrankungen wie dem Seckel-Syndrom bei. Die Studie mit dem Titel „DNA damage response regulator ATR licenses PINK1-mediated mitophagy“ wurde in der renommierten Fachzeitschrift Nucleic Acids Research veröffentlicht. Dr. Christian Marx aus der Forschungsgruppe Wang ist Erstautor der Studie. Professor Dr. Zhao-Qi Wang ist emeritierter Gruppenleiter am FLI und forscht nun an der Shandong University in China.

Die Ergebnisse der neuen Studie sind überraschend: Das Protein ATR, bisher vor allem für seine Rolle bei der DNA-Schadensreaktion bekannt, spielt offenbar auch eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Mitochondrienfitness, die allgemein für die Aufrechterhaltung der Gewebehomöostase und gesundes Altern verantwortlich ist. ATR stellt sicher, dass die Zelle bei DNA-Schäden durch Aktivierung des zellulären Kontrollpunkts nicht weiterwächst. Mutationen in ATR führen zum Seckel-Syndrom, das durch Kleinwuchs, Mikrozephalie, geistige Behinderung und vorzeitige Alterung gekennzeichnet ist.

Die neue Funktion von ATR beinhaltet seine Lokalisierung nicht nur im Zellkern, sondern auch in den Mitochondrien, den „Kraftwerken“ der Zelle. ATR interagiert mit PINK1, dem Schlüsselregulator des mitochondrialen Qualitätskontrollprogramms, der Mitophagie. Dabei werden beschädigte Mitochondrien gereinigt und die Zellen vor den schädlichen Auswirkungen erkrankter Mitochondrien geschützt. Ohne ATR wird die PINK1-vermittelte Mitophagie unterdrückt.

Die Entdeckung der neuen Funktion von ATR im mitochondrialen Qualitätskontrollprogramm ist wichtig, da sie zum Verständnis der Ätiologie genomischer Instabilitätssyndrome, neurodegenerativer Erkrankungen und vorzeitiger Alterung beiträgt. Diese Entdeckung könnte neue Ansätze für die Behandlung dieser Krankheiten eröffnen.

Highlights der Studie

• ATR ist in Mitochondrien lokalisiert und interagiert mit PINK1, um das mitochondriale Qualitätskontrollprogramm zu regulieren.
• ATR überprüft die genomische und mitochondriale Integrität und sichert die Gewebehomöostase unter physiologischen und genotoxischen Bedingungen.
• Die Entdeckung der neuen Funktion von ATR bei der Mitophagie bietet Einblicke in die physiologische Funktion eines Regulators der DNA-Schadensreaktion bei Neuropathien und Gewebeverlust sowie im Alterungsprozess.
• Die Studie könnte neue Ansätze für die Behandlung von Krankheiten wie dem Seckel-Syndrom und anderen neurodegenerativen Erkrankungen eröffnen, beispielsweise durch die Stärkung des mitochondrialen Qualitätskontrollprogramms oder durch die Beseitigung reaktiver Sauerstoffspezies aus kranken Mitochondrien.