• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Skip to primary sidebar

Lebensmittel- & Biotechnologie

Das Fachportal für Lebensmittelindustrie und Biotechnologie

  • Abonnement
  • Impressum
  • Welkin Media Verlag
Startseite » Kleine Moleküle mit großer Wirkung

Kleine Moleküle mit großer Wirkung

11. Januar 2021 von Helmut Mitteregger

Die Zusammensetzung sogenannter Metaboliten und deren Zusammenspiel im Stoffwechsel ist von Mensch zu Mensch individuell verschieden und nicht nur von äußeren Einflüssen, wie etwa der Ernährung, abhängig, sondern auch von natürlichen Variationen im Erbgut. In einer internationalen Studie haben Wissenschaftler*innen des Berlin Institute of Health (BIH) und der Charité – Universitätsmedizin Berlin sowie in Großbritannien, Australien und den USA Hunderte bisher unbekannte Variationen in Genen gefunden, die die Konzentration dieser kleinen Moleküle im Blut teils drastisch beeinflussen. Ihre Ergebnisse haben die Forscher*innen nun in der Zeitschrift Nature Genetics veröffentlicht.

Die Konzentration und Zusammensetzung von Metaboliten, kleine Moleküle im Blut oder in der Gewebsflüssigkeit, geben Auskunft über biologische Vorgänge im menschlichen Körper. Sie dienen deshalb als wichtige Biomarker in der klinischen Medizin, etwa in der Diagnostik von Krankheiten oder zur Kontrolle, ob eine Therapie anschlägt oder nicht. Interessanterweise unterscheidet sich die Zusammensetzung der Metaboliten von Mensch zu Mensch, unabhängig von äußeren Einflüssen wie Krankheit oder Ernährung. Denn auch die Baupläne für die Eiweiße, die die Metaboliten-Konzentration beeinflussen, etwa Enzyme oder Transportproteine, sind individuell verschieden. Oft sind es kleinste genetische Varianten, die bewirken, dass ein Stoffwechsel-Enzym aktiver oder weniger aktiv, dass ein Transportprotein mehr oder weniger leistungsfähig ist und damit die Konzentration von Stoffwechselprodukten höher oder niedriger ausfällt.

Daten von 85.000 Menschen ausgewertet

Das Team von Claudia Langenberg, BIH Professorin für Computational Medicine, untersuchte nun den Effekt von Genvarianten auf 174 verschiedene Metaboliten. „Dabei fanden wir erstaunlich viele Zusammenhänge zwischen bestimmten Genvarianten und Veränderungen in der Konzentration der kleinen Moleküle im Blut. Meist verursachen die Genvarianten Änderungen im Bauplan von zentralen Regulatoren des Stoffwechsels, wie etwa Enzymen oder Transportern,“ berichtet die Epidemiologin.
Um diese Zusammenhänge herauszufinden, benötigten die Wissenschaftler*innen um Claudia Langenberg riesige Datenmengen. „Für unsere Untersuchungen haben wir große Datenbanken genutzt, in denen die Blutwerte und Erbinformationen von insgesamt rund 85.000 Menschen gespeichert sind“, erklärt Maik Pietzner, der Erstautor der Studie und Wissenschaftler in Claudia Langenbergs Labor. „Dabei konnten wir eindrucksvoll zeigen, dass es möglich ist, Daten aus verschiedenen kleinen Einzelstudien auch über Technologiegrenzen hinweg gemeinsam auszuwerten.“

Genvarianten können zu Volkskrankheiten beitragen

Die Arbeit der Wissenschaftler*innen ist medizinisch hochrelevant, denn sie kann erklären, wie natürlich vorkommende Genvarianten, die den Stoffwechsel beeinflussen, zu Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus oder zu seltenen Erkrankungen beitragen. So scheinen hohe Spiegel der Aminosäure Serin im Blut vor einer seltenen Augenerkrankungen, der so genannten Makulären Teleangiektasie, zu schützen, was neue Optionen zur Therapie eröffnet. In einer weiteren Studie konnten die Autor*innen zudem zeigen, dass das persönliche genetische Risiko für einen veränderten Stoffwechsel von Serin die frühe Diagnose dieser schweren Augenerkrankung verbessert. Zudem haben sie einen neuen Mechanismus identifiziert, der erklärt, wie eine gestörte Weiterleitung von Signalen durch einen Rezeptor, (GLP2R), das Risiko erhöht, an Typ-2-Diabetes zu erkranken.
„Eine Besonderheit unserer Studie sind die extremen Effekte, die wir gesehen haben, und deren potenzielle Relevanz für die medizinische Forschung. So konnten wir Genvarianten nachweisen, deren Einfluss auf den Stoffwechsel gut dreimal so stark ist wie bisher bekannte Effekte von häufigeren genetischen Variationen, zum Beispiel auf den Body Mass Index“, erklärt Claudia Langenberg.

Daten sind nur relevant, wenn sie genutzt werden

Um Wissenschaftler*innen in aller Welt die Verknüpfung ihrer fachspezifischen Expertise mit ihren Daten zu ermöglichen, hat das Team eine interaktive Webseite auf www.omicscience.org eingerichtet. Denn Daten sind nur dann relevant, wenn sie auch genutzt werden können, ist Claudia Langenberg überzeugt. „Wir hoffen sehr, dass diese eindrucksvollen Beispiele andere Wissenschaftlerinnen und Ärzte dazu ermutigen, unsere Ergebnisse auf ihre speziellen Fragestellungen oder Erkrankungen anzuwenden.“

Originalpublikation:
Luca A Lotta, Maik Pietzner, […], Claudia Langenberg: „A cross-platform approach identifies genetic regulators of human metabolism and health“ Nature Genetics (2021). DOI 10.1038/s41588-020-00751-5

Einfluss von genetischen Varianten auf Metabolitenkonzentration: Je höher die Linie, desto größer die statistische Wahrscheinlichkeit, dass tatsächlich ein Einfluss besteht. Die Moleküle sind farblich nach Stoffklassen unterteilt. | © Abbildung: BIH/Maik Pietzner

Filed Under: Forschung, News Tagged With: Biomarker, Genvarianten, Metabolitenkonzentration, Stoffwechsel, Stoffwechsel-Enzym

Weitere Nachrichten

AKMA-Servomotoren trotzen starker Washdown-Belastung

Der AKMA-Servomotor von Kollmorgen wurde speziell für Anwendungen mit mittelschwerer und schwerer Washdown-Belastung entwickelt. Er eignet sich für Präzisionsbewegungsanwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie der pharmazeutischen … [Weiterlesen...] about AKMA-Servomotoren trotzen starker Washdown-Belastung

Pseudouridin durch biokatalytische Synthese

Forschenden des Instituts für Biotechnologie und Bioprozesstechnik der TU Graz sowie des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) ist die Erzeugung des wichtigen mRNA Impfstoffbestandteil Pseudouridin mittels biokatalytischer Synthese … [Weiterlesen...] about Pseudouridin durch biokatalytische Synthese

AGRANA erweitert Produktionskapazitäten für technische Stärken

AGRANA investiert 23 Millionen Euro in die Erweiterung der Produktionskapazitäten für technische Stärken am Produktionsstandort in Gmünd. Die neue Anlage soll im Juli 2025 in Betrieb gehen. Durch die Errichtung der zusätzlichen … [Weiterlesen...] about AGRANA erweitert Produktionskapazitäten für technische Stärken

Mit Plasma PFAS-Chemikalien beseitigen

Eine Plasmabasierte Technologie des Fraunhofer IGB und HYDR. O. Geologen und Ingenieure GbR ermöglicht eine kostengünstige Beseitigung von toxischen PFAS Chemikalien. In den Versuchen mit Plasma ist es gelungen, die Molekülketten von PFAS im Wasser … [Weiterlesen...] about Mit Plasma PFAS-Chemikalien beseitigen

Primary Sidebar

Aktuelle Ausgabe

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Österreichische Chemie Zeitschrift und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Matthias Zachert bleibt CEO von LANXESS
    on 26. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Matthias Zachert hat LANXESS in den letzten Jahren zu einem Spezialchemie-Unternehmen umgebaut - ab 2024 bleibt er weitere fünf Jahre CEO. Der Aufsichtsrat der LANXESS AG ist davon überzeugt, dass Matthias Zachert den Konzern auch in den kommenden […]

  • Semperit übernimmt RICO Group
    on 25. Mai 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Semperit übernimmt mit der Rico Group einen Anbieter von Silikonspritzguss-Werkzeugen und Produzenten von Liquid Silicone-Komponenten. Semperit setzt weiterhin auf den von Rico bereits eingeschlagenen Expansionskurs und führt daher den Bau der […]

  • Elementaranalyse
    on 24. Mai 2023 by Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die Elementaranalyse befasst sich mit der Bestimmung der in organischen und anorganischen Verbindungen enthaltenen Elemente. Als Teilbereich der Analytischen Chemie ermöglicht sie es, die elementare Zusammensetzung von Substanzen zu bestimmen. Der […]

  • ICP-MS
    on 24. Mai 2023 by Lexikon (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) ist eine hochrobuste, äußerst empfindliche Methode zur Analyse anorganischer Elemente. Die Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma wird vor allem für die Untersuchung von […]

  • Chemspec Europe 2023 auf Rekordkurs
    on 24. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Heute öffnet die Chemspec Europe 2023 für zwei Tage im schweizerischen Basel ihre Tore und ist auf dem besten Wege zur Rekordmesse. Auf einer Nettoausstellungsfläche von mehr als 6.600 Quadratmetern stellen rund 350 Unternehmen aus 24 Ländern […]

  • ALPLAindustrial – Verpackungen für die Industrie
    on 23. Mai 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Die ALPLA Group intensiviert mit der neuen Marke ALPLAindustrial sein Engagement bei großvolumigen Kunststoffverpackungen für die Industrie. Durch die Einführung einer eigenen Recycling-Linie mit bis zu 100 Prozent PCR bietet das Unternehmen […]

  • Bopla bündlet CDE-Bereich in Kirchlengern
    on 22. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die Bopla Gehäuse Systeme GmbH bündelt im neuen Standort Kirchlengern auf 2.000 Quadratmetern den Custom Designed Enclosures (CDE) Bereich. Eine positive Geschäftsentwicklung erforderte neue Kapazitäten. Am Hauptsitz in Bünde entstehen nun neue […]

  • infernum-Tag 2023: Kunststoffe und Umwelt
    on 19. Mai 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Der infernum-Tag am 02.06.2023 stellt sich der Frage, welches Potenzial Kunststoffe für die Gestaltung einer nachhaltigeren Zukunft haben. Im Rahmen der kostenlosen, digitalen Veranstaltung werden Ergebnisse und Perspektiven des Interdisziplinären […]

  • Metaanalyse zur Transformation der chemischen Industrie
    on 19. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    acatech und DECHEMA haben im Rahmen des Projektes Wasserstoff-Kompass eine Metaanalyse zur Transformation der chemischen Industrie vorgestellt. Sie zeigt, dass die Defossilisierung der chemischen Industrie auf energetischen und stofflichen […]

  • POP-Portfolio von LANXESS mit nachhaltigeren Varianten
    on 17. Mai 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    LANXESS bietet in seinem Portfolio für Polyole und Oxidationsprodukte (POP) jetzt auch Scopeblue-zertifizierte, nachhaltigere Varianten an. Die Hauptnachfrage für die nachhaltigen POP-Produkte kommt aktuell aus Europa. Aber auch auf dem […]

Copyright © 2023 · Welkin Media Verlag