Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fataler Fehler im Kraftwerk

11.11.2011
Ein internationales Forscherteam hat die biochemische Ursache einer tödlichen Kinderkrankheit aufgeklärt, die auf einer Fehlfunktion der Mitochondrien beruht, also der Energielieferanten der Zelle.

Wie der Marburger Zellbiologe Professor Dr. Roland Lill und seine Kollegen herausfanden, beeinträchtigt die zugrunde liegende Genmutation unter anderem die Herstellung eines Enzyms, das für den Liponsäure-Stoffwechsel benötigt wird. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „American Journal of Human Genetics“, die am 11. November 2011 erschienen ist.

Mitochondrien werden häufig als die Kraftwerke der Zelle bezeichnet, weil sie Energie in Form des Moleküls ATP verfügbar machen. „Weniger bekannt, aber genauso bedeutend ist, wie einige der Kofaktoren von mitochondrialen Proteinen synthetisiert werden“, erklärt Senior-Autor Lill von der Philipps-Universität. So benötigen mehrere mitochondriale Enzyme Liponsäure als Kofaktor, um richtig zu funktionieren. Liponsäure ist auch kommerziell als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich.

Im Fokus der aktuellen Untersuchung steht eine seltene Erkrankung, die unter anderem mit einer gestörten Liponsäure-Synthese einhergeht. „Die betroffenen Patienten hatten bei Geburt noch keine Krankheitssymptome“, berichtet Lill. „Die Babys entwickelten jedoch nach zirka drei Monaten schwere Entwicklungsstörungen und Hirnschädigungen, die schließlich nach etwa einem Jahr zum Tode führten.“

Lills spanische und israelische Kooperationspartner fanden die genetische Ursache der Erkrankung heraus: Sie identifizierten eine Mutation in einem Gen, das für die Biosynthese eines weiteren Protein-Kofaktors erforderlich ist, des so genannten Eisen-Schwefel-Clusters. Die genaue Funktion des von der Mutation betroffenen Genprodukts blieb jedoch bislang unklar. „Meine Marburger Arbeitsgruppe vermutete nun, dass das Protein für die gezielte Herstellung eines Eisen-Schwefelproteins von Bedeutung ist, das wiederum die Synthese der Liponsäure katalysiert“, erzählt Lill. Um diese Hypothese zu untermauern, nutzten die Wissenschaftler ein von Dr. Oliver Stehling etabliertes Zellkultursystem, in dem sie die Erzeugung des Proteins gezielt unterbanden und daraufhin beobachteten, welche Effekte dies hat. Die Forscher fanden erwartungsgemäß eine drastische Verringerung der Liponsäuremenge.

Wie das neu charakterisierte Protein funktioniert, erschließt sich aus weiterführenden Untersuchungen, die Lills Doktorandin Marta Uzarska am Modellorganismus Bäckerhefe durchführte: Offenbar wirkt es als Überträger des neu synthetisierten Eisen-Schwefel-Clusters auf Eisen-Schwefel Zielproteine.

„Obwohl die mitochondriale Krankheit nunmehr biochemisch gut verstanden ist, können aus den bisherigen Untersuchungen keine unmittelbaren Therapievorschläge abgeleitet werden“, gibt Lill zu Bedenken, „denn zellbiologischen Untersuchungen zufolge wird die den Zellen exogen angebotene Liponsäure offensichtlich nicht an ihren Wirkort in den Zellen transportiert. Dies wirft auch ein kritisches Licht auf die möglichen biologischen Effekte der Nahrungsergänzung durch kommerziell erhältliche Liponsäure.“

Die Arbeitsgruppe von Roland Lill ist Teil des Forschungsschwerpunkts Molekulare und Systemische Biowissenschaften an der Philipps-Universität. Lill ist Sprecher des Sonderforschungsbereichs 593 der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der die „Mechanismen der zellulären Kompartimentierung und deren krankheitsrelevante Veränderungen“ untersucht. Einem Ranking der Zeitschrift „Laborjournal“ zufolge zählt der Hochschullehrer zu den dreißig am häufigsten zitierten deutschen Zellbiologen. Schon im Jahr 2003 hat er den Leibnizpreis erhalten, den am höchsten dotierten deutschen Wissenschaftspreis.

Lill gehört dem Steuerungskomitee des Marburger „LOEWE“-Zentrums für Synthetische Mikrobiologie an. Die vorliegende Forschungsarbeit wurde unter anderem durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, die Von Behring-Röntgen-Stiftung und die Max-Planck-Gesellschaft finanziell gefördert.

Originalveröffentlichung: Aleix Navarro-Sastre, Frederic Tort, Oliver Stehling, Marta A. Uzarska & al.: A Fatal Mitochondrial Disease Is Associated with Defective NFU1 Function in the Maturation of a Subset of Mitochondrial Fe-S Proteins, Am. J. Hum. Gen. 89 (2011), DOI: 10.1016/j.ajhg.2011.10.005

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Roland Lill,
Institut für Klinische Zytobiologie und Zytopathologie
Tel.: 06421 28-66449
E-Mail: lill@staff.uni-marburg.de

Johannes Scholten | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-marburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Erster Atemzug prägt Immunsystem nachhaltig
22.02.2017 | CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften

nachricht Wie Proteine zueinander finden
21.02.2017 | Charité – Universitätsmedizin Berlin

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: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

Physikerinnen und Physiker diskutieren in Bremen über aktuelle Grenzen der Physik

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Prozesstechnik für effizientes Bohren und Schneiden auf der LASER CHINA

22.02.2017 | Messenachrichten

IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren

22.02.2017 | Automotive

Nanoinjektion steigert Überlebensrate von Zellen

22.02.2017 | Physik Astronomie