Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Genveränderungen beeinträchtigen Lungenentwicklung

26.03.2009
Ein internationales Forscherteam unter gemeinsamer Federführung des Helmholtz Zentrums München und der Universität Pittsburgh konnte genetisch festgelegte Abläufe in der Lungenentwicklung von Mäusen nachverfolgen und zeigen, wie Varianten des Kandidatengens Superoxid Dismutase 3 die Lungenfunktion beeinflussen.

Eine vergleichende Analyse brachte für korrespondierende Genmarker auch bei Kindern eine verringerte Lungenfunktion ans Licht. Diese könnte eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber Lungenerkrankungen wie Asthma oder chronisch obstruktiver Bronchitis zur Folge haben. Die Ergebnisse wurden vorab online in der renommierten Zeitschrift Physiological Genomics veröffentlicht.

Menschen unterscheiden sich in der Funktionsfähigkeit ihrer Lunge und in ihrer Anfälligkeit für umweltbedingte Lungenerkrankungen. Wie beides zusammen hängt, ist jedoch unklar. Einen Erklärungsansatz liefert die in der renommierten Zeitschrift Physiological Genomics vorab online veröffentlichte Untersuchung zur Rolle des Gens Superoxid Dismutase 3.

Prof. Holger Schulz vom Helmholtz Zentrum München und Prof. George D. Leikauf von der Universität Pittsburgh konnten im Team mit Wissenschaftlern weiterer deutscher und amerikanischer Forschungsinstitute zeigen, dass bei zwei Mausinzuchtstämmen vorliegende Varianten des für das Enzym Superoxid Dismutase 3 codierenden Gens die Entwicklung der Lunge beeinträchtigen. Das Gen Superoxid Dismutase 3 war bereits in früheren Untersuchungen des Helmholtz Zentrums München und verschiedenen nationalen und internationalen Partnern als ein Kandidatengen für verringerte Lungenfunktion und -leistung identifiziert worden.

Erstmals ist es gelungen, die biologische Funktion des Gens und des von ihm gebildeten Proteins bei der nachgeburtlichen Entwicklung der Lunge näher zu beleuchten. Die untersuchten Genvarianten der Superoxid Dismutase 3 sind dafür verantwortlich, dass in den verschiedenen Stadien der Lungenausbildung in dem Mausstamm mit "kleiner Lunge" immer weniger Enzymprotein gebildet wird. Dies wirkt sich insbesondere auf das Bronchialepithel und das für den Gasaustausch entscheidende Alveolarparenchym aus.

In einem ersten Ansatz konnte das Forscherteam die Laborergebnisse auch für die Lungenentwicklung bei Kindern nachvollziehen: Wie bei der Maus reift die menschliche Lunge nach der Geburt weiter und entwickelt im Verlauf der Kindheit und frühen Jugend ihre volle Leistungsfähigkeit. In Zusammenarbeit mit Prof. Erika von Mutius, Ludwig-Maximilians-Universität München, und Prof. Michael Kabesch, Medizinische Hochschule Hannover, gingen die Wissenschaftler daher der Frage nach, ob die gefundenen Genvarianten auch für die Lungenfunktion von Kindern Bedeutung haben. Die Internationale Asthma- und Allergiestudie ISAAC lieferte die hierfür erforderlichen Daten. Bei einer Stichprobe von gut 1500 neun- bis elfjährigen Kindern aus München und Dresden wurde die Assoziation zwischen Genvarianten und Lungenfunktion untersucht. Das Team konnte bei den in ihrer Lungenfunktion beeinträchtigten Kindern vergleichbare Genvariationen wie bei den untersuchten Mäusen nachweisen. Dabei wurde die Lungenfunktion mit spirometrischen Methoden getestet, die Menge und Geschwindigkeit der ausgeatmeten Luft messen.

"Mit unserer Untersuchung ist ein wichtiger Schritt getan, um die im Labor gewonnenen Erkenntnisse zur Genetik der Lungenfunktion auf den Menschen zu übertragen und die zugrunde liegenden Mechanismen verstehen zu können", erklärt Prof. Holger Schulz, der im Institute for Lung Biology and Disease und dem vom Helmholtz Zentrum München, der Ludwig-Maximilians-Universität und den Asklepios Fachkliniken gemeinsam aufgebauten Comprehensive Pneumology Center (CPC) an den Mechanismen umweltbedingter Lungenerkrankungen forscht. "Wir wissen, dass Superoxid Dismutase 3 die Lunge vor oxidativem Stress schützt, wie er beispielsweise durch Chemikalien oder Zigarettenrauch verursacht wird. Dies könnte ein Bindeglied zwischen Passivrauch und eingeschränkter Lungenentwicklung bei Kindern sein", sagt Schulz weiter.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:

Prof. Dr. Holger Schulz
Helmholtz Zentrum München, Institut für Lungenbiologie
Telefon: 089 / 3187-4119
E-mail: schulz@helmholtz-muenchen.de
Weitere Informationen:
Die Erforschung von Lungenerkrankungen ist ein zentrales Thema am Helmholtz Zentrum München. Unter dem Dach des Lungenforschungszentrums CPC (Comprehensive Pneumology Center) untersucht das Helmholtz Zentrum München gemeinsam mit der Ludwig-Maximilians-Universität München und den Asklepios Fachkliniken grundlegende Mechanismen und neue Ansätze für Früherkennung, Diagnostik und Therapie chronischer Lungenerkrankungen. Prof. Oliver Eickelberg leitet das Institute of Lung Biology and Disease (iLBD) am Helmholtz Zentrum München und ist gleichzeitig Direktor des Instituts für Experimentelle Pneumologie an der Ludwig-Maximilians-Universität München sowie Leiter der Experimentellen Pneumologie im CPC.

Das Helmholtz Zentrum München ist das deutsche Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt. Als führendes Zentrum mit der Ausrichtung auf Environmental Health erforscht es chronische und komplexe Krankheiten, die aus dem Zusammenwirken von Umweltfaktoren und individueller genetischer Disposition entstehen. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 1680 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens auf einem 50 Hektar großen Forschungscampus. Das Helmholtz Zentrum München gehört der größten deutschen Wissenschaftsorganisation, der Helmholtz-Gemeinschaft an, in der sich 15 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit insgesamt 26500 Beschäftigten zusammengeschlossen haben.

Originalpublikation

*K. Ganguly, M. Deppner, C. Fattmann, K.Bein, T.Q. Oury, S.C. Wesselkamper, M.T. Borchers, M. Schreiber, F. Gao, E. von Mutius, M. Kabesch, G.D. Leikauf, H. Schulz: Superoxide Dismutase 3, Extracellular (SOD3) Variants and Lung Function. Physiol. Genomics (March 24, 2009) doi:10.1152/physiolgenomics.90363.2008

Weitere Informationen für Medienvertreter:

Sven Winkler
Leiter Abteilung Kommunikation
Helmholtz Zentrum München
Tel. 089/3187-3946
e-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Michael van den Heuvel | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz-muenchen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht 'Fix Me Another Marguerite!'
23.06.2017 | Universität Regensburg

nachricht Schimpansen belohnen Gefälligkeiten
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften (MPIMIS)

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: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften