Pneumologie 2009; 63(6): 319-324
DOI: 10.1055/s-0029-1214671
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© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

DNA-Reparatur: Von den Mechanismen zur Bedeutung in der arbeitsmedizinischen Forschung

DNA Repair: From the Mechanisms to the Impact on Occupational ResearchH.-P.  Rihs1 , F.  Hoffmeyer1 , T.  Brüning1
  • 1BGFA-Forschungsinstitut für Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV), Institut der Ruhr-Universität Bochum
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Publikationsverlauf

eingereicht 17. 2. 2009

akzeptiert 23. 3. 2009

Publikationsdatum:
19. Mai 2009 (online)

Zusammenfassung

Die menschliche DNA besteht aus mehr als drei Milliarden Basenpaaren und ist unter anderem auch für die Steuerung der Zellvermehrung zuständig. Durch verschiedene innere und äußere Einflüsse hervorgerufene Schädigungen der DNA können unter Umständen diese Steuerung der Zellvermehrung beeinflussen und dann zu schwerwiegenden Erkrankungen führen. Um solche schädlichen Prozesse zu unterbinden, verfügt der menschliche Körper über eine Reihe von Reparaturenzymen, die in der Regel dafür sorgen, dass diese DNA-Schädigungen schnell eliminiert werden. Da jeder Mensch unterschiedliche Varianten eines Gens mit geringfügig anderen Eigenschaften besitzt, ergibt sich für jeden Menschen auch ein individuelles Spektrum an Reparaturgenvarianten. Daher gilt es zunächst festzustellen, welche Rolle diese Varianten bezogen auf bestimmte berufsbedingte Expositionen spielen, um dann in einem zweiten Schritt mit Hilfe epidemiologischer Modelle abschätzen zu können, in welchem Ausmaß diese Enzymvarianten in der Lage sind, die DNA-Adduktbildung oder Biomonitoring-Parameter zu modulieren.

Abstract

The human genome comprises more than three billion base pairs and a part of this information is responsible for the control of cell proliferation. Different internal and external factors are able to affect DNA and could influence the proliferation process. As a consequence critical diseases may occur. To prevent such harmful occurrences, the human body contains multiple repair enzymes that allow for the immediate elimination of DNA damage. Since each individual exhibits a set of gene variants with different properties, each person possesses his/her individual spectrum of DNA repair gene variants. For this reason, the first step of current studies is to obtain more information about the impact of DNA variants in repair enzymes in connection with certain occupational exposures with the aim to use this information in epidemiological models to calculate in which manner such variants are able to modulate DNA adducts or biomonitoring parameters.

Literatur

  • 1 Friedberg E C, Walker G C, Siede W. DNA repair and mutagenesis. Washington; American Society for Microbiology 1995
  • 2 Sugasawa K. Xeroderma pigmentosum genes: functions inside and outside DNA repair.  Carcinogenesis. 2008;  29 455-465
  • 3 Schärer O D. Chemie und Biologie der DNA-Reparatur.  Angew Chem. 2003;  115 3052-3082
  • 4 Le Marchand L, Donion T, Lum-Jones A. et al . Association of the hOGG1 Ser326Cys polymorphism with lung cancer risk.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2002;  11 409-412
  • 5 Hatt L, Loft S, Risom L. et al . OGG1 Expression and OGG1 Ser326Cys polymorphism and risk of lung cancer in a prospective study.  Mutat Res. 2008;  639 45-54
  • 6 Park J, Chen L, Tockman M S. et al . The human 8-oxoguanine DNA N-glycosylase 1 (hOGG1) DNA repair enzyme and its association with lung cancer risk.  Pharmacogenetics. 2004;  14 103-109
  • 7 Vogel U, Nexø B A, Wallin H. et al . No association between base excision repair gene polymorphisms and risk of lung cancer.  Biochem Genet. 2004;  42 453-460
  • 8 Zienolddiny S, Campa D, Lind H. et al . Polymorphisms of DNA repair genes and risk of non-small cell lung cancer.  Carcinogenesis. 2006;  27 560-567
  • 9 Ito H, Matsuo K, Hamaajima N. et al . Gene-environment interactions between the smoking habit and polymorphisms in the DNA repair genes APE1 Asp148Glu and XRCC1 Arg399Gln, in Japanese lung cancer risk.  Carcinogenesis. 2004;  25 1395-1401
  • 10 De Ruyck K, Szaumkessel M, De Rudder I. et al . Polymorphism in base-excision repair and nucleotide-excision repair genes in relation to lung cancer risk.  Mutat Res. 2007;  631 1101-1110
  • 11 Hung R J, Hall J, Brennan P. et al . Genetic polymorphims in the base excision repair pathway and cancer risk: a HUGE review.  Am J Epidemiol. 2005;  162 925-942
  • 12 Ryk C, Kumar B, Thirumaran R K. et al . Polymorphisms in the DNA repair genes XRCC1, APEX1, XRCC3 and NBS1, and the risk for lung cancer in never- and ever smokers.  Lung Cancer. 2006;  54 285-295
  • 13 Zhang Z, Wan J, Jin X. et al . Genetic polymorphisms in XRCC1, APE1, ADPRT, XRCC2, and XRCC3 and risk of chronic benzene poisoning in a Chinese occupational population.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prevention. 2005;  14 2614-2619
  • 14 Zhou W, Liu G, Miller D P. et al . Polymorphisms in the DNA repair genes XRCC1 and ERCC2, smoking and lung cancer risk.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prevention. 2003;  12 359-365
  • 15 Olaussen K A, Dunant A, Fouret P. et al . DNA repair by ERCC1 in non-small cell lung cancer and cisplatin-based adjuvant chemotherapy.  N Engl J. 2006;  355 983-991
  • 16 Vogel U, Laros I, Jacobsen N R. et al . Two regions in chromosome 19q13.2-3 are associated with risk of lung cancer.  Mutat Res. 2004;  546 65-74
  • 17 Zhou W, Liu G, Park S. et al . Gene-smoking interaction associations for the ERCC1 polymorphisms in the risk of lung cancer.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2005;  14 491-496
  • 18 Matullo G, Dunning A M, Guarerra . et al . DNA repair polymorphisms and cancer risk in non-smokers in a cohort study.  Carcinogenesis. 2006;  27 997-1007
  • 19 Kiyohara C, Yoshimasu K. Genetic polymorphisms in the nucleotide excision repair pathway and lung cancer risk: A meta-analysis.  Int J Med Sci. 2007;  4 59-68
  • 20 Benhamou S, Sarasin A. ERCC2/XPD gene polymorphisms and lung cancer: a HuGE review.  Am J Epidemiol. 2005;  161 1-14
  • 21 Zhou W, Liu G, Miller D P. et al . Gene-environment interaction for the ERCC2 polymorphisms and cumulative cigarette smoking exposure in lung cancer.  Cancer Res. 2002;  62 1377-1381
  • 22 Hou S M, Falt S, Angelini S. et al . The XPD variant alleles are associated with increased aromatic DNA adduct level and lung cancer risk.  Carcinogenesis. 2002;  23 599-603
  • 23 Misra R, Ratnasinghe D, Tangra J A. et al . Polymorphisms in the DNA repair genes XPD, XRCC1, XRCC3, and APE1/ref-1 and the risk of lung cancer among male smokers in Finland.  Cancer Lett. 2003;  191 171-178
  • 24 Popanda O, Schattenberg T, Phong C T. et al . Specific combinations of DNA repair gene variants and increased risk for non-small cell lung cancer.  Carcinogenesis. 2004;  25 2433-2441
  • 25 Improta G, Sgambato A, Bianchino G. et al . Polymorphism of the DNA repair genes XRCC1 and XRCC3 and risk of lung and colorectal cancer: a case-control study in a Southern Italian population.  Anticancer Res. 2008;  28 2941-2946
  • 26 Matullo G, Palli D, Peluso M. et al . XRCC1, XRCC3, XPD gene polymorphisms, smoking and (32)P-DNA adducts in a sample of healthy subjects.  Carcinogenesis. 2001;  22 1437-1445
  • 27 David-Beabes G L, Lunn R M, London S J. No association between the XPD (Lys751Gln) polymorphism or the XRCC3 (Thr241Met) polymorphism and lung cancer risk.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2001;  10 911-912
  • 28 López-Cima M F, González-Arriaga P, Garcia-Castro L. et al . Polymorphisms in XPC, XPD, XRCC1, and XRCC3 DNA repair genes and lung cancer risk in a population of northern Spain.  BMC Cancer. 2007;  7 162
  • 29 van Kampen V, Merget R, Butz M. et al . Trends in suspected and recognized occupational respiratory diseases in Germany between 1970 and 2005.  Am J Ind Med. 2008;  51 492-502
  • 30 Rihs H P, Marczynski B, Rabstein S. et al . Rapid detection of the hOGG1 Ser326Cys polymorphism using LightCycler technology.  J Toxicol Environ Health, Part A. 2008;  71 877-880

Dr. rer. nat. Hans-Peter Rihs

BGFA-Forschungsinstitut für Arbeitsmedizin der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung,
Institut der Ruhr-Universität Bochum,
Abt. Molekulare Genetik

Bürkle-de-la-Camp-Platz 1
44789 Bochum

eMail: rihs@bgfa.de

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