Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums München haben Genvarianten identifiziert, die eine Rolle bei der Entstehung von Fettstoffwechselerkrankungen spielen. Dabei verwendeten sie ein Metabolomik-Werkzeug auf Massenspektrometriebasis, das vom österreichischen Unternehmen Biocrates angeboten wird.
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<small>Die Forschungsgruppe von Karsten Suhre assoziierte Stoffwechselprofile mit Erbgutvarianten. (c) Helmholtz-Zentrum München</small>
Das von Karsten Suhre geleitete Forschungsteam veröffentlichte die Ergebnisse einer Studie, die Grundlage für die frühzeitige Erkennung von Patientenrisikos sowie für die Entwicklung von Biomarkern sein können, in der Fachzeitschrift „Nature Genetics“. Die Wissenschaftler bestimmten dabei zunächst die Konzentration von 163 Stoffwechselprodukten in Blutproben von ca. 1.800 Teilnehmern der Bevölkerungsstudie KORA. Dabei kam Technologie des in Innsbruck beheimateten Unternehmens Biocrates zum Einsatz. Im zweiten Schritt untersuchten sie die Stoffwechselprofile in einer Erbgut-Assoziationsstudie auf mögliche Zusammenhänge mit häufigen Genvarianten.
Die Zusammenhänge zwischen Genvarianten, Enzymaktivität und Stoffwechselprodukten werden zu verschiedenen genetisch determinierten Metabotypen zusammengefasst, die auf äußere Umwelteinflüsse wie Ernährung, Lebensstil, unterschiedlich reagieren können. Das ermöglicht den Metabolomik-Experten, früher als bisher, Risikopatienten für Stoffwechselstörungen ausfindig zu machen.
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<b>Das Helmholtz-Zentrum München</b>
Das Helmholtz-Zentrum München ist ein deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt und erforscht chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Die Einrichtung, deren Hauptsitz in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus liegt, beschäftigt rund 1.700 Mitarbeiter. Das Helmholtz-Zentrum München gehört der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 16 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit insgesamt 26.500 Beschäftigten zusammengeschlossen haben.
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Fettstoffwechsel-Gene mit Hilfe von Biocrates entdeckt
February 21st
Österreich belegt Platz vier in der „Physik-Weltrangliste“
Forschern eines im Rahmen des österreichischen Genomforschungsprogramms „Gen-Au“ geförderten Projekts an der JKU Linz ist es gelungen, die Erkennung von Krankheitserregern durch T-Zell-Rezeptoren direkt zu beobachten. Die Ergebnisse wurden im renommierten Wissenschaftsjournal Nature publiziert.
JKU-Forscher: Neue Ergebnisse zur molekularen Erkennung von KrankheitserregernDas Team um Projektleiter Gerhard J. Schütz und den Stanford-Wissenschaftler Mark M. Davis untersuchte einen kritischen Schritt der humanen Immunantwort: Nur wirklich problematische Substanzen sollen angegriffen und beseitigt werden. Läuft diese Erkennung falsch - werden z.B. unproblematische oder körpereigene Substanzen angegriffen - dann kommt es etwa zu allergischen Reaktionen oder Autoimmunerkrankungen. Die Forschung arbeitet an der Lösung des Rätsels, wie T-Zellen diese Unterscheidung zwischen gefährlich und ungefährlich vornehmen.
Im Rahmen einer langjährigen Kollaboration, stellten die Wissenschftler zunächst die Immunerkennung in einem Modellsystem nach. T-Zellen wurden dabei mit dem Imitat einer Zellmembran konfrontiert und ließen sich tatsächlich überlisten: sie reagierten mit der typischen Immunantwort und bildeten einen stabilen Kontakt aus. Im nächsten Schritt markierten die Forscher gezielt bestimmte Proteine - den T-Zell-Rezeptor auf der T-Zelle sowie ein Bruchstück eines Krankheitserregers in der künstlichen Membran. Über hochsensitive Kameras gelang es, die Bindung der beiden Moleküle im Kontaktbereich der T-Zelle mit der künstlichen Membran zu filmen. Die Experimente zeigten dabei eine mehr als zehnfach schnellere Dynamik als bisher vermutet.
<b>Zehn Mal schneller als in-vitro</b>
Auch den Grund der erhöhten Geschwindigkeit konnten die Forschenden ermitteln: offenbar "zupft" die T-Zelle gleichsam ständig am assoziierten Komplex. Ob dies vor sich geht, um die Wahl des Bindungspartners zu überprüfen, wird derzeit untersucht.
In der Vergangenheit wurde die aktive Rolle der T-Zelle von der Forschung wenig berücksichtigt. Viele Wissenschaftsgruppen versuchten wenig erfolgreich eine Korrelation zwischen der Immunantwort und physikalisch-chemischen Parametern der Bindungsstärke zu finden. Die in Nature publizierten, aktuellen Ergebnisse der Forschergemeinschaft belegen jedenfalls, dass die In-vitro-Lebensdauer der Bindung, die zehn Mal langsamer ist als im zellulären Kontaktbereich, nicht ausreicht, um den Prozess von Erregerfindung und -bindung adäquat zu beschreiben.
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Link zur Originalarbeit "TCR-peptide-MHC interactions in situ show accelerated kinetics and increased affinity":
http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7283/full/nature08746.html
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