Die Entdeckung von DNA-Topoisomerasen bietet Potenzial für die Arzneimittelentwicklung und den Pflanzenschutz

Einblicke in die Funktion der DNA-Topoisomerase VI (Topo VI) könnten als Sprungbrett für die Arzneimittelentwicklung und den Pflanzenschutz dienen.

Forscher in der Gruppe von Professor Tony Maxwell nutzten Computertechniken, um die Rolle dieses Schlüsselenzyms zu verfolgen, das bei der Regulierung der DNA im Baum des Lebens hilft.

Diese Analyse ermöglichte es, eine Reihe von Ergebnissen zu erhalten, die unser Wissen über Topoisomerasen verbessern. Die Studie, die in erscheint Genomik und Bioinformatik NAR Forscher zeigen, dass:

• Topo VI kommt in überraschender Weise in bestimmten Bakterienarten vor.
• Topo VI kommt mit ziemlicher Sicherheit nicht bei plasmodialen Parasiten vor, einer Gruppe, zu der auch Malaria gehört.
• Dank der vom Erstautor Adam Allen entwickelten genetischen Sequenzanalyse ist es nun möglich, Topo VI von einem anderen im Menschen vorkommenden Enzym, Spo11, zu unterscheiden. Der Mangel an Verständnis hat es den Forschern bisher schwer gemacht, zwischen diesen Enzymen zu unterscheiden, was die Möglichkeit einer Verwendung von Topo VI als Ziel für Medikamente erschwert.

Darüber hinaus klärte die Studie einige Details über die Rolle, die Topo VI bei der Endoreduplikation von Pflanzen spielt, einem Prozess, der dazu führt, dass Pflanzenzellen übermäßig groß werden. Zukünftige wissenschaftliche Fragen dazu, wie dies geschieht, könnten zur Entwicklung von Herbiziden gegen Topo VI führen.

Die Studie wirft eine Reihe interessanter wissenschaftlicher Fragen auf, deren Antworten Anwendungsmöglichkeiten für Krankheiten bei Menschen und Pflanzen bieten könnten, sagt Professor Maxwell.

Professor Maxwell erklärt: „Es ist überraschend zu entdecken, dass Bakterien Topo VI haben. Die Frage ist, warum sie es brauchen, wenn sie bereits über Topo IV-Gyrase und Topo 1 verfügen. Dies zu verstehen wird wichtig sein, wenn wir Topo VI als antibiotisches Ziel in Bakterien verwenden wollen, die über das Enzym verfügen. »

DNA-Topoisomerasen sind eine Klasse von Enzymen, die eine grundlegende Rolle bei der Regulierung der DNA-Topologie spielen und daher wichtige Ziele für antimikrobielle und Chemotherapeutika sind.

Bis vor Kurzem ging man davon aus, dass Topo VI nur in Archaeen, einer Gruppe einzelliger Organismen, vorkommt. Mittlerweile ist bekannt, dass es in Pflanzen und einigen anderen Organismen vorkommt. Diese Studie scheint zu zeigen, dass es in plasmodialen Parasiten nicht vorkommt und dass seine Existenz in Bakterien bisher unbekannt war.

Der Doktorand Adam Allen war der Erstautor dieser Studie und nutzte Computertechniken, um die Rolle von Topo VI zu verfolgen.