Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

DNA-Kontrollfehler erhöht Risiko für Typ-2-Diabetes

17.01.2014
Warum erkranken manche Menschen an Krebs, andere nicht? Wer ist anfällig für Altersdiabetes?

Viele Krankheiten sind eng mit unserer DNA gekoppelt; bestimmte DNA-Marker signalisieren ein erhöhtes Krankheitsrisiko, zum Beispiel für Brustkrebs.


Ein Fehler in der DNA-Steuerung erhöht das Diabetes-Typ-2-Risiko. Grundlage für diese Erkenntnis ist ein neues Verfahren, mit dem die Forscher DNA-Sequenzen verschiedener Arten vergleichen.

Michael Pütz Design Print

Allerdings ist meist unklar, welche DNA-Varianten tatsächlich eine Krankheit auslösen – und auf welchem Weg. Mit einem neuen Verfahren haben Wissenschaftler jetzt eine Variante identifiziert, die unmittelbar an der Entstehung von Diabetes Typ 2 beteiligt ist. Die Arbeit ist in der aktuellen Ausgabe von Cell erschienen.

An der Studie beteiligten sich unter anderem die Technische Universität München (TUM), das Helmholtz Zentrum München, die Harvard Medical School in Boston, USA, die Universität Bergen, Norwegen, die Genomatix Software GmbH und das Weill Cornell Medical College in Katar.

Weltweit arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, die Bedeutung des DNA-Codes für Krankheiten besser zu verstehen – mit dem Ziel, neue Therapien zu entwickeln. Die Gene, die den Bauplan für alle Proteine vorgeben, machen allerdings nur etwa 1 Prozent der DNA aus. 99 Prozent der DNA werden nicht in Proteine übersetzt; man bezeichnet sie daher als nicht-kodierend.

„Wir wissen, dass Krankheiten häufig mit nicht-kodierenden DNA-Bereichen gekoppelt sind“, erklärt Dr. Melina Claussnitzer vom Else Kröner-Fresenius-Zentrum für Ernährungsmedizin an der Technischen Universität München (TUM). „Offenbar steuern diese Abschnitte, ob und welche Mengen eines Proteins gebildet werden. Daher können Krankheiten auch durch fehlerhafte DNA-Regulierung entstehen.“

Krankheitsrisiko steigt mit mehr freien Fettsäuren

Erstmals identifizierten die Wissenschaftler einen DNA-„Kontrollfehler“ als Auslöser für Typ-2-Diabetes. „Bevor ein Gen ausgelesen und in ein Protein übersetzt wird, muss es zunächst aktiviert werden“, erläutert Prof. Hans Hauner, der die Arbeitsgruppe an der TUM und die Klinische Kooperationsgruppe für Interaktion von Ernährung und Genetik bei Typ-2-Diabetes in Kooperation mit dem Helmholtz Zentrum München leitet. „Das Startsignal geben Proteine: So genannte Transkriptionsfaktoren, die an bestimmte, nicht-kodierende DNA-Bereiche binden.“

Die neu gefundene Diabetes-Typ-2-Variante beeinträchtigt die Bindung zwischen einer DNA-Bindestelle und den Transkriptionsfaktoren. „Dadurch wird letztlich zu wenig Glyzerol-3-Phosphat produziert – ein Molekül, das eine zentrale Rolle im Stoffwechsel von Fettzellen spielt. Dies führt zur erhöhten Konzentration freier Fettsäuren, die als Risikofaktor für Insulinresistenz gelten, einer Vorstufe von Typ-2-Diabetes“, sagt Claussnitzer.

Neues Verfahren klärt biologische Bedeutung von DNA-Sequenzen

Für ihre Untersuchungen an nicht-kodierenden DNA-Bereichen entwickelten die Wissenschaftler ein neues Computer-gestütztes Verfahren, das DNA-Bindestellen verschiedener Wirbeltierarten miteinander vergleicht. Dabei interessierten sich die Forscher vor allem für wiederkehrende Muster in diesen Bereichen.

Das Verfahren stützt sich darauf, dass wichtige DNA-Sequenzen in der Evolution über Artengrenzen hinweg erhalten geblieben sind: Je ähnlicher die Sequenzen, umso größer ist ihre biologische Bedeutung. Auf diese Weise können Wissenschaftler wichtige DNA-Bindestellen und ihre Varianten aufspüren.

Das als PCMA (Phylogenetic Module Complexity Analysis) bezeichnete Verfahren lässt sich neben dem Typ-2-Diabetes auf verschiedene Krankheiten wie Osteoporose, Alzheimer oder Krebs anwenden. Es eröffnet damit neue Möglichkeiten, Krankheitsrisiken im Zusammenhang mit nicht-kodierender DNA zu erkennen.

Publikation:
Leveraging Cross-Species Transcription Factor Binding Site Patterns: From Diabetes Risk Loci to Disease Mechanisms; Melina Claussnitzer, Simon N. Dankel, Bernward Klocke, Harald Grallert, Viktoria Glunk, Tea Berulava, Heekyoung Lee, Nikolay Oskolkov, Joao Fadista, Kerstin Ehlers, Simone Wahl, Christoph Hoffmann, Kun Qian, Tina Ronn, Helene Riess, Martina Müller-Nurasyid, Nancy Bretschneider, Timm Schroeder, Thomas Skurk, Bernhard Horsthemke, DIAGRAM+Consortium, Derek Spieler, Martin Klingenspor, Martin Seifert, Michael J. Kern, Niklas Mejhert, Ingrid Dahlman, Ola Hansson, Stefanie M. Hauck, Matthias Blüher, Peter Arner, Leif Groop, Thomas Illig, Karsten Suhre, Yi-Hsiang Hsu, Gunnar Mellgren, Hans Hauner, and Helmut Laumen, Cell (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2013.10.058
Kontakt:
Technische Universität München
Else Kröner-Fresenius-Zentrum für Ernährungsmedizin
http://www.kem.wzw.tum.de/index.php?id=39
Dr. Melina Claussnitzer (derzeit Harvard Medical School, Boston, USA)
Tel.: +001 617 852-1948
melinaclaussnitzer@hsl.harvard.edu
melina.claussnitzer@tum.de
Prof. Dr. Hans Hauner
Tel.: Tel.: +49 8161 71-2000
hans.hauner@tum.de
Dr. Helmut Laumen
Tel.: +49 8161 71-2006
helmut.laumen@tum.de

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://www.tum.de
http://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/kurz/article/31292/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält
22.05.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus
22.05.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie