La luce ultravioletta mette in pericolo l'integrità delle informazioni genetiche umane e può causare il cancro della pelle. Per la prima volta, i ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno dimostrato che il danno al DNA può verificarsi anche lontano dal punto di incidenza della radiazione. Hanno prodotto una sequenza di DNA modellata artificialmente in una nuova architettura e sono riusciti a rilevare il danno al DNA a una distanza di 30 blocchi costitutivi del DNA. I risultati sono riportati in Angewandte Chemie .

"Finora, abbiamo pensato che fosse impossibile per l'energia luminosa essere trasmessa così lontano nel DNA e causare danni lì, " afferma il professor Dr. Hans-Achim Wagenknecht dell'Istituto di chimica organica del KIT. I risultati della ricerca sono presentati in Angewandte Chemie e sono classificati come straordinariamente importanti e nel miglior dieci percento dalla rivista. Per lo studio, un prodotto sintetico, è stato utilizzato il DNA modificato di una certa architettura. In alcuni punti di questa breve sezione genica, i ricercatori hanno inserito una molecola di xantone come iniettore di fotoenergia. Per specificare dove la radiazione UV prodotta dai LED doveva causare danni nell'esperimento, gli scienziati hanno inserito coppie di timine a distanze definite da questo iniettore di luce. La timina è una delle quattro basi azotate e, quindi, uno dei principali elementi costitutivi del DNA. Il danno più frequente del DNA causato dalla luce deriva dal collegamento delle timine vicine:a causa dell'energia luminosa, formano composti solidi di dimeri di pirimidina di ciclobutano (CPD).

Definite le posizioni della formazione CPD, il team è riuscito a dimostrare la migrazione della fotoenergia su 30 elementi costitutivi del DNA corrispondenti a una distanza fino a 10,5 nanometri. "Questo raggio sorprendentemente lungo è cruciale per la comprensione del fotodanneggiamento del DNA, " dice Wagenknecht. Il danno da CPD è considerato la causa molecolare del cancro della pelle, perché le informazioni genetiche non possono più essere lette o non possono essere lette correttamente.

La questione di quanto lontano può migrare l'energia è ancora aperta. Soprattutto, gli scienziati volevano scoprire dove si sviluppa il fotodanneggiamento. Un altro aspetto importante è che gli xantoni introdotti artificialmente nel DNA come iniettori di luce possono essere contenuti in molte sostanze comuni, come antibiotici, e può aumentare la sensibilità alla luce della pelle dopo l'assunzione.

Il dottorando Arthur Kuhlmann e la studentessa Larissa Bihr del team di Wagenknecht sono stati ampiamente coinvolti nella pubblicazione. Il progetto è stato finanziato dalla German Research Foundation (DFG) con un totale di circa 430 euro, 000 per la posizione di dottore di ricerca e materiali di consumo. Nel passaggio successivo, il gruppo studierà in dettaglio il meccanismo di migrazione dell'energia.