Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Checkpoint fürs Fett: Forscher der Uni Graz entdeckten Mechanismus zur Regulation des Zellwachstums

24.02.2015

Fett ist angesichts moderner Zivilisationskrankheiten wie Diabetes Typ 2 oder Adipositas zunehmend in Verruf geraten. Dabei erfüllt es aber auch ganz wichtige Funktionen im Organismus. Unter anderem ist Fett für das Zellwachstum essenziell, wie Univ.-Prof. Dr. Sepp-Dieter Kohlwein mit seiner Arbeitsgruppe am Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz 2009 erstmals nachweisen konnte. Nun hat das Team weitere Details zur Rolle des Fettstoffwechsels im Zellzyklus geklärt. Die neuen Erkenntnisse wurden soeben im renommierten US-Wissenschaftsjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) online veröffentlicht.

Damit sich Zellen teilen können, brauchen sie Fett. Aus Triglyzeriden werden durch fettspaltende Enzyme, so genannte Lipasen, Diglyzeride, Monoglyzeride und Fettsäuren freigesetzt, die von den Zellen verwertet werden können.


Hefezellen mit Fett-Tröpfchen (rot). Triglyzeride werden in diesen Lipid-Tröpfchen gespeichert.

Kohlwein/IMB, Uni Graz


Das Bild zeigt verschiedene zelluläre Strukturen der Hefe, die alle von Membranen umschlossen sind. Bei der Zellteilung werden diese Strukturen verdoppelt.

Kohlwein/IMB, Uni Graz

Stehen nicht genug Fettsäuren zur Verfügung, verlangsamt sich der Zellteilungs-Zyklus. Störungen im Zellwachstum können beim Menschen zu schwerwiegenden Erkrankungen führen. So steht auch unkontrolliertes Wachstum von Krebszellen in sehr engem Zusammenhang mit Fettstoffwechselstörungen.

Sepp-Dieter Kohlwein und seine Arbeitsgruppe, allen voran Dr. Neha Chauhan, ist es nun gelungen herauszufinden, welches Abbauprodukt im Fettstoffwechsel Signalwirkung für die Zellteilung hat, welcher Checkpoint in der Zelle dieses Signal auffängt und dementsprechend reagiert. Die ForscherInnen identifizierten das Enzym Swe1 als Checkpoint, der die Zellteilung bremst, wenn zu wenig Fett in Form von Sphingolipiden vorhanden ist.

Ihre Forschungen betreiben die WissenschafterInnen der Uni Graz an Hefezellen. „Diese eignen sich hervorragend als Modellsystem für zelluläre Grundlagenforschung, insbesondere in Bezug auf den Fettstoffwechsel, weil sie humanen Zellen in ihrem Aufbau und ihren Funktionen sehr ähnlich sind“, erklärt Kohlwein.

Deshalb lassen sich viele an Hefezellen gewonnene Erkenntnisse auch auf menschliche oder tierische Zellen übertragen. Hinzu kommt, dass sie nur 90 Minuten brauchen, um sich zu teilen – bei humanen Zellen sind es zwölf Stunden – und somit einfach und in großen Mengen kultiviert werden können.

„Wird in der Hefe die Fettspaltung unterbunden, sodass den Zellen nicht mehr genügend Fettsäuren zur Verfügung stehen, verzögert sich das Zellteilungs-Programm um etwa 30 Minuten, was bei einer normalen Dauer von eineinhalb Stunden beträchtlich ist und einen schwerwiegenden Nachteil für das Überleben der Zell-Population bedeutet“, berichtet Kohlwein.

Der Mechanismus, der dafür verantwortlich ist, wird in der aktuellen Publikation erstmals beschrieben: „Es ist die Swe1 Kinase, ein Enzym, das als Checkpoint registriert, wie viele Sphingolipide in der Zellmembran vorhanden sind. Diese entstehen aus den beim Fettabbau freigesetzten Fettsäuren. Ist die Menge der Sphingolipide zu gering, wird Swe1 aktiv und bremst den Zellzyklus“, fasst Kohlwein zusammen.

Mit seiner Arbeitsgruppe widmet sich Sepp-Dieter Kohlwein seit vielen Jahren erfolgreich der Erforschung der molekularen Grundlagen von Fettstoffwechselerkrankungen im Modellsystem Hefe. Die Anwendung biochemischer und genomischer Technologien sowie die Entwicklung neuartiger mikroskopischer Methoden brachten den WissenschafterInnen der Uni Graz international eine Spitzenstellung ein.

Die richtungweisenden Erkenntnisse wurden im Rahmen des vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Spezialforschungsbereichs LIPOTOX sowie der Kooperation NAWI Graz und des Forschungsnetzwerks BioTechMed-Graz gewonnen. Neha Chauhan war Dissertantin des Doktoratskollegs „Molekulare Enzymologie und Physiologie“ und erhielt ein PostDoc-Stipendium des Vizerektorats für Personal, Personalentwicklung und Gleichstellung der Universität Graz.

Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Sepp-Dieter Kohlwein
Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz
Tel.: 0043 (0)316/380-5487, 0043 (0)676/61 81 421
E-Mail: sepp.kohlwein@uni-graz.at

Publikation:
Morphogenesis checkpoint kinase Swe1 is the executor of lipolysis-dependent cell-cycle progression
Neha Chauhan, Myriam Visram, Alvaro Cristobal-Sarramian, Florian Sarkleti, Sepp D. Kohlwein
PNAS, 23. Februar 2015

Weitere Informationen:

http://yeast.uni-graz.at Informationen zu den Forschungen der Arbeitsgruppe um Sepp-Dieter Kohlwein
http://www.pnas.org/content/early/2015/02/20/1423175112 Publikation in PNAS: Morphogenesis checkpoint kinase Swe1 is the executor of lipolysis-dependent cell-cycle progression

Gudrun Pichler | Karl-Franzens-Universität Graz

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln
24.07.2017 | Universität Potsdam

nachricht Pfade ausleuchten im Fischgehirn
24.07.2017 | Max-Planck-Institut für Neurobiologie

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: 3-D scanning with water

3-D shape acquisition using water displacement as the shape sensor for the reconstruction of complex objects

A global team of computer scientists and engineers have developed an innovative technique that more completely reconstructs challenging 3D objects. An ancient...

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungen

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungen

Recherche-Reise zum European XFEL und DESY nach Hamburg

24.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Gipfeltreffen der String-Mathematik: Internationale Konferenz StringMath 2017

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Von atmosphärischen Teilchen bis hin zu Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen

24.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Lupinen beim Trinken zugeschaut – erstmals 3D-Aufnahmen vom Wassertransport zu Wurzeln

24.07.2017 | Biowissenschaften Chemie