Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wichtiges Gen für Herzwachstum entdeckt

14.07.2003


Preisgekrönte Arbeit an der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg


Dr. Wolfgang Rottbauer erforscht Gene für das Herzwachstum.
Foto: Mastermedia Hamburg



Beim Zebrafisch lässt das Liebeskummer-Gen (lik) die Herzmuskulatur anschwellen und wird ihm zum tödlichen Verhängnis. Beim Menschen könnte es ein wichtiger Ansatzpunkt sein, neue Medikamente zu entwickeln, die den zerstörten Herzmuskel nach einem Herzinfarkt regenerieren. Das Gen lik spielt eine lebenswichtige Rolle in zahlreichen Lebewesen - von der Hefe über den Zebrafisch bis zum Menschen. Für seine Identifikation und die Analyse seiner Funktionen wurde Dr. Wolfgang Rottbauer mit dem Oskar-Lapp-Preis 2003 ausgezeichnet, der mit 5.000 Euro dotiert ist. Der junge Wissenschaftler ist als Arzt in der Abteilung für Kardiologie, Pulmologie und Angiologie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. Hugo Katus) tätig.



Gleichzeitig ist Dr. Rottbauer Herr über mehr als 3.000 Zebrafische. Sein Labor im Universitätsklinikum Heidelberg ist mit mehreren hundert Aquarien ausgestattet. Ein Teil der Fische ist Träger des mutierten Gens, das der Wissenschaftler nach "Liebeskummer" kurz lik genannt hat. Denn lik führt beim Zebrafischembryo zu Liebeskummer-Symptomen: Wie beim Liebeskranken schwillt im Rahmen einer unkontrollierten Zellteilung das Herz an, der Appetit schwindet. Beim Fisch allerdings aus sehr handfesten Gründen: Magen, Darm und Leber sind aufgrund des lik Gendefekts verkümmert, und eine Nahrungsaufnahme ist nur schwer möglich.

Liebeskummer-Gen lik steuert die Entwicklung von Organen

"Das Liebeskummer-Gen lik ist an einem zentralen Signalweg der Zelle beteiligt, der sowohl die Embryonalentwicklung von Organen als auch die Entstehung von Tumoren im Dickdarm steuert", erklärt Rottbauer. Erstmals konnte er nun zeigen, dass dieser Signalweg auch das Wachstum des Herzens reguliert. "Lik kontrolliert im Herzen die Expression weiterer, bisher unbekannter Gene, die normalerweise das Herzzellwachstum unterdrücken. In den lik mutierten Zebrafischembryos hingegen wächst das Herz unkontrolliert, die abnorm dicken Herzwände führen zum Herzversagen. Im Gegensatz zum Herzen ist das Wachstum des gesamten Magen-Darm-Trakts in lik-Zebrafisch-Mutanten vermindert, Magen, Darm, Leber und Bauchspeicheldrüse verkümmern".

Der Zebrafisch: ein Modell zur Identifizierung neuer lebenswichtiger Herzgene

Warum sind Zebrafische besonders gut für die Erforschung von lik geeignet? Die kleinen gestreiften Fische mit dem Gattungsnamen Danio rerio entwickeln sich sehr schnell außerhalb des Muttertieres und sind deshalb gefragte Modellorganismen der biomedizinischen Forschung. Ein weiterer Vorteil: "Die Embryonen sind zu Beginn der Entwicklung durchsichtig," erklärt Rottbauer. "So kann die Herzfunktion im Lichtmikroskop am lebenden Embryo beurteilt werden." "Außerdem entwickeln sich im Gegensatz zum Mensch oder der Maus Organsysteme wie das Nervensystem oder Verdauungssystem zunächst unabhängig vom Herz", erläutert er. Der Sauerstoff dringt bei Zebrafischembryonen nämlich über die Haut ein, bis diese am zehnten Tag undurchsichtig und undurchlässig wird. Dann erst sterben die Fische an ihren erkrankten Herzen.

Forschungsziel ist die Entdeckung weiterer wichtiger Gene

"Um Veränderungen an Organen oder Zelltypen beobachten zu können, benötigen wir Tiere, deren Entwicklung nicht normal verläuft,", führt der Forscher aus. Mit der erbgutverändernden Substanz ENU (Ethylnitrosourea) schädigen die Wissenschaftler die Keimzellen von männlichen Fischen. Danach werden die Mutanten mit normalen Fischen gekreuzt, um interessante Erscheinungsformen (Mutanten) zu erzeugen. Ob lik in späteren Generationen "durchgeschlagen" hat, kann Dr. Rottbauer bereits mit einem kurzen Blick durchs Mikroskop an Veränderungen des Herzmuskels erkennen.

Rottbauers Forschungsziel ist nun die Entdeckung weiterer Zebrafischgene und ihrer Mutationen, die an der Entwicklung von Herzfehlbildungen und Störungen der Herzfunktion maßgeblich beteiligt sind. Im Rahmen einer Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), sowie durch die Deutsche Gesellschaft für Kardiologie (Klaus-Georg und Sigrid Hengstberger Stipendium) untersucht der Mediziner, der eine dreieinhalb-jährige Forschungsausbildung (postdoc) im international renommierten Labor von Prof. Mark Fishman, an der Harvard Medical School, Boston, USA, durchlief, derzeit mehr als 20 verschiedene Zebrafischmutanten mit gestörter Herzfunktion.

Ansprechpartner: Dr. Wolfgang Rottbauer, wolfgang_Rottbauer@med.uni-heidelberg.de

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.med.uni-heidelberg.de/aktuelles

Weitere Berichte zu: Gen Herzfunktion Zebrafisch Zebrafischembryo

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie