Arvestoffet vårt får tusenvis av skader hver eneste dag. Uten cellenes reparasjonsmekanisme ville vi ikke engang overlevd fosterstadiet, oppdaget årets nobelprisvinnere i kjemi.
Av Elisabeth Larsen i tidsskriftet Genialt
For 40 år siden trodde de fleste at DNA-molekylet var et stabilt molekyl. Det er jo den delen av oss som vi gir videre til kommende generasjoner – selvfølgelig må det være robust!
Men det stemmer ikke. DNA er faktisk veldig skjørt, og utsettes for tusenvis av små og store skader hver eneste dag – i hver enkelt celle. Men det gjør kanskje ikke så mye?
Å jo, det er farlig. Veldig farlig.
All kreft starter med DNA-skade
Vårt DNA inneholder rundt 23 000 gener, i tillegg til områder som kontrollerer hvor aktive disse genene er. Alle former for kreft starter med en skade på DNA som ikke repareres. Hvis du får en skade i et gen som passer på at cellen din vokser som den skal, er du på tynn is.
Det blir som om bremsen på bilen din er defekt. Når du kommer til en nedoverbakke vil den rulle fortere og fortere. Slik er det med cellen din også. I starten vil den kanskje bare dele seg litt hurtigere, og du merker ikke noe til det. Men så vil det skje oftere og oftere, og du vil få en klump med celler som vokser ukontrollert. Du har fått kreft.
Forutsetning for liv på jorden
Årets nobelprisvinnere i kjemi, svenske Tomas Lindahl, tyrkisk-amerikanske Aziz Sancar og amerikanske Paul Moldrich, var de første som viste at kroppen har et effektivt system for å hamle opp med alle skadene som kommer på DNA-molekylet.
Tomas Lindahl ble født for 77 år siden, tok doktorgrad på Karolinska institutet og fortsatte med forskningsopphold på anerkjente universiteter som Princeton University og Rockefeller University. Som ung forsker viste han at DNA brytes ned i et slikt tempo at en reparasjonsmekanisme er en forutsetning for utvikling av liv på jorden.
Uten en slik mekanisme ville vi blitt ødelagt etter kort tid, allerede under fosterutviklingen. Det ga ham innsikt til å grunnlegge et helt nytt fagfelt innen biologien: DNA-reparasjon.
Hva er egentlig DNA?
DNA er som en kokebok med oppskrifter i cellene våre som forklarer hvordan kroppen skal fungere. Og det er ingen liten kokebok. DNA bruker et alfabet med bare fire bokstaver. Det høres ikke så mye ut, men i en enkelt celle i kroppen din er det ca. 3 milliarder bokstaver. Det tilsvarer rundt 375 bøker, hver på 1000 sider med 8000 bokstaver på hver side.
På starten av åttitallet bygget Tomas Lindahl opp et stort forskningssenter utenfor London, Clare Hall Laboratories, med flere forskningsgrupper som alle arbeider med ulike aspekter av DNA-reparasjon.
Senteret ligger utenfor allfarvei, bare omgitt av jorder, ville kaniner og den obligatoriske, engelske puben, The Old Guinea. Et ideelt sted å fordype seg i cellens mange mysterier.
Flere suksessrike norske forskere har arbeidet på Clare Hall, og lagt et solid fundament for sin karriere innen forskning.
Mange typer skader
Det er mye som er farlig for arvestoffet vårt. Røyking, eksos, sollys og miljøgifter fører til ulike type skader. Men det hjelper ikke om vi lever et beskyttet liv uten farlige stoffer heller. Cellen er full av vann som angriper byggesteinene DNA er laget av. Og når kroppen vår omdanner energien i maten vi spiser til energi som cellene kan bruke, dannes det oksygenradikaler som angriper DNA.
Tomas Lindahl var den første i verden til å vise at mange av disse DNA-skadene repareres på en spesiell måte i cellene våre. Han kalte reparasjonsveien «baseutkuttingsreparasjon». Det er oppdagelsen av akkurat den reparasjonsveien Lindahl nå får nobelprisen for.
Den andre prisvinneren, Paul Moldrich, får prisen for å ha identifisert en reparasjonsvei som er viktig når DNA kopierer seg selv før en celle skal dele seg, såkalt «mismatch repair». Det er vist at feil i denne reparasjonsveien kan føre til tarmkreft.
Les også: Kilden til evig ungdom?
Forhindrer hudkreft
Aziz Sancar, den siste prisvinneren, får prisen for sitt arbeid med en tredje reparasjonsvei, nukleotidutkuttingsreparasjon. Den reparerer blant annet skader som oppstår når solen skinner på oss. Uten denne reparasjonsveien hadde vi fått hudkreft rimelig kjapt etter en stund i solen.
De tre reparasjonsveiene gjør at kroppen klarer å håndtere alle typer DNA-skader. Hvis skadene er for omfattende til at cellen klarer å reparere dem, begår cellen selvmord. Dermed er det mindre sjanse for at cellen kan utvikle seg til en kreftcelle.
En annen stor, norsk forsker, Erling Seeberg, var også en av de aller første som viste hvordan skader forårsaket av sollys repareres. Seeberg var en nær venn av Tomas Lindahl, og dro ofte over til Clare Hall på besøk. Han døde dessverre så altfor tidlig i 2004. Hvis Seeberg hadde fått leve, hadde kanskje hans navn også stått på listen over vinnerne av nobelprisen i kjemi 2015.
Hvorfor er det viktig?
Arbeidene til årets prisvinnere i kjemi er viktige fordi de har vist oss hvordan vi beskytter det mest verdifulle vi har i cellene våre. Hvis reparasjonen går galt, er det stor sjanse for at vi vil utvikle kreft. Reparasjonsevnen i cellene våre er på topp mens vi er unge, men så går det dårligere. I syttiårsalderen vil én av tre personer ha utviklet kreft. Det vil si at i en klasse på atten som en gang gikk sammen på barneskolen, har seks personer fått kreft.
I dag er stråling en vanlig behandling for kreft. Stråling fører til massive DNA-skader i svulsten. Men ofte klarer kreftcellene å overkomme skadene og vokse videre. Flere medisiner som nå er under utprøvning, ødelegger kreftcellenes evne til å reparere DNA. Dermed vil kreftcellene dø etter stråling, fordi de aldri klarer å reparere skadene.
Kunnskapen årets nobelprisvinnere har gitt oss, gir derfor håp om å utvikle nye, viktige kreftmedisiner. Det er vel verdt en nobelpris.
