Wie B-Zellen ihr DNA umbauen, um besser zu lernen

B-Zellen sind die Immunzellen, die Antikörper produzieren. Um diese Antikörper kontinuierlich zu verbessern, setzt die Zelle gezielt Mutationen an einem bestimmten DNA-Abschnitt ein – ein Vorgang, der somatische Hypermutation (SHM) heißt. Wie die Zelle dabei genau festlegt, welcher Teil des DNA mutiert wird und welcher nicht, war lange unklar. Die Forschenden entdeckten in Science, dass die dreidimensionale Organisation des DNA im Zellkern entscheidend ist: Ein Mechanismus namens Loop-Extrusion bringt die Zielregion mit dem Mutationssystem in Kontakt.

Ein Schalter im Zellkern

Loop-Extrusion ist ein Prozess, bei dem Proteine das DNA wie eine Schlaufe durch sich selbst ziehen, sodass weit voneinander entfernte DNA-Abschnitte nah zusammenrücken. Dieser Mechanismus regelt in vielen Zellen, welche Gene aktiv oder inaktiv sind. In B-Zellen legt er offenbar auch fest, wo das Mutationssystem seine Arbeit verrichtet. Ohne die richtige Loop-Extrusion wird die somatische Hypermutation ungenauer, was die Qualität der Antikörper beeinträchtigen kann.

Die Studie ist in erster Linie immunologischer Natur, hat aber eine breitere Relevanz. Loop-Extrusion und die daran beteiligten Proteine (Cohesin und CTCF) spielen auch bei der DNA-Reparatur und bei den genomischen Veränderungen im Alter eine Rolle. Störungen in diesem System werden mit Krebs und mit altersbedingtem Abbau des Immunsystems in Verbindung gebracht.

Das alternde Immunsystem

Ein alterndes Immunsystem produziert weniger wirksame Antikörper. Ob eine gestörte Loop-Extrusion dabei eine Rolle spielt, ist bei älteren Menschen noch nicht untersucht worden. Der Befund liefert jedoch einen konkreten molekularen Ansatzpunkt, um genau diese Frage zu stellen. Für die Longevity-Forschung ist es ein relevanter Ausgangspunkt zu verstehen, wie B-Zellen ihre Lernfähigkeit im Alter erhalten – oder einbüßen.

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