Die ribosomale DNA kodiert RNA, die als Bestandteil der Ribosomen für die Proteinsynthese und zelluläre Proliferation wichtig ist. Die Sequenz und die Kopienzahl von ribosomaler DNA kann im humanen Tumorgenom verändert sein. Mutationen von mTOR, eine in Tumorzellen häufig überaktive Kinase, können mit einem Verlust an ribosomalen DNA-Kopien einhergehen. Wissenschaftler untersuchten daher die ribosomale DNA in hämatopoetischen Stammzellen (HSC), welche von Mäusen mit induzierter mTOR-Aktivierung gewonnen wurden. Wie beim humanen Tumorgenom verringert sich die Zahl ribosomaler DNA-Kopien in den mTOR-aktivierten hämatopoetischen Stammzellen relativ zu normalen Stammzellen. Der Kopienzahlverlust war mit einer hohen Rate an zellulärer Proliferation, rRNA-Produktion und Proteinsynthese assoziiert, beeinträchtige aber das Überleben der Zelle bei DNA-Schädigung. Die Verkürzung ist ein wiederkehrendes Ereignis im Krebsgenom mit überaktivem mTOR und könnte ein prädiktiver Marker für die Sensitivität gegenüber DNA-schädigender Chemotherapeutika sein.
Die Proteinsynthese ist in HSC stark reguliert und Defekte, die durch Gen-Verlust oder Gen-Silencing bei rDNA-Wiederholungen entstehen, verursachen eine funktionelle Abnahme und Alterung der Zellen. HSC mit weniger Kopien sind sensitiver gegenüber DNA-Schäden, aber nicht beeinträchtigt in Bezug auf die rRNA-Produktion, Proliferation und Proteinsynthese. Die Autoren nehmen daher an, dass die zusätzlichen inaktiven Kopien möglicherweise in normalem Gewebe der Instabilität der rDNA entgegenwirken. Insgesamt bestätigen die Daten, dass komplexe Mechanismen die Proteinsynthese und Genomstabilität regulieren, um die Alterung zu kontrollieren und die Leukämogenese in HSC zu verhindern. SI