Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Scientists Create Road Map to Metabolic Reprogramming for Aging

03.12.2012
In efforts to understand what influences life span, cancer and aging, scientists are building roadmaps to navigate and learn about cells at the molecular level.

To survey previously uncharted territory, a team of researchers at UW-Madison created an “atlas” that maps more than 1,500 unique landmarks within mitochondria that could provide clues to the metabolic connections between caloric restriction and aging.

The map, as well as the techniques used to create it, could lead to a better understanding of how cell metabolism is re-wired in some cancers, age-related diseases and metabolic conditions such as diabetes.

“It’s really a dynamic atlas for regulatory points in mitochondrial function -- there are many interesting avenues that other scientists can follow up on,” says John Denu, professor of biomolecular chemistry and leader of the Epigenetics theme at the Wisconsin Institute for Discovery (WID). “It could take years for researchers to understand what it all means, but at least now we have a list of the most important players.”

In previous experiments, it’s been shown that consuming less food increases the life span and health span in a range of organisms, from yeast and flies to mice and non-human primates. But pinpointing where and how caloric restriction affects cells at a molecular level remains the challenge.

So far, mitochondrial proteins, the molecules that command specific actions in the cell’s powerhouse organelle, are at center stage of metabolic reprogramming.

Denu and colleagues conducted earlier research on the mitochondrial protein Sirt3, where they suggested a link between Sirt3 and the benefits of caloric restriction in situations such as the prevention of age-related hearing loss.

The new research, published in the Nov. 29 issue of the journal Molecular Cell, more broadly identifies pathways in mitochondria that could be behind the re-wiring of metabolism. Their work uncovered regulatory processes that maintain mitochondrial health, control cells’ ability to metabolize fat and amino acids, as well as stimulate anti-oxidant responses. This re-wiring involves the addition or removal of two-carbon (acetylation) chemical groups within regulatory molecules called proteins.

In the study, scientists looked at liver tissue from groups of mice -- both with and without the ability to produce Sirt3. Some received a calorically restricted diet and some did not. After one year, they compared protein and acetylation changes among the groups of mice. They found Sirt3 was essential for many of the metabolic adaptations that occur during calorie restriction. These results suggest that therapies, including diet or drugs that enhance Sirt3 function, might provide novel interventions to fend off age-related illnesses.

Joshua Coon, professor of chemistry and biomolecular chemistry at UW-Madison and co-author of the paper, crafted a new technique to find these molecular sites. While the genome plays a key role in an organism’s health, he points out that studying proteins -- the molecular machines that carry out an organism’s original genetic instructions -- can be more accurate in revealing how a gene functions.

“We’ve taken dozens of primary tissues and profiled their protein content with depth to learn how they vary,” Coon says. “With that information, we have direct knowledge at the molecular level of how an organism is dealing with adaption to diet, or potentially, a given disease state.”

He says using mass spectrometry to look for acetylated proteins from tissue samples is a more fruitful approach to identify relevant physiological changes. The study, he says, is one of the first of many that will create descriptive maps for other disease models.

To expand access to these enabling technologies across campus, Coon plans to launch the Wisconsin Center for Collaborative Proteomics in 2013. The center has received significant support from the UW and is pending further support via federal funding.

-- Marianne English, 608-316-4687, menglish@discovery.wisc.edu

John Denu, 608-316-4341, jmdenu@wisc.edu; Joshua Coon, 608-263-1718, jcoon@chem.wisc.edu

Marianne English | Newswise Science News
Further information:
http://www.wisc.edu

More articles from Life Sciences:

nachricht Protein Shake-Up
27.03.2015 | Oak Ridge National Laboratory

nachricht How did the chicken cross the sea?
27.03.2015 | Michigan State University

All articles from Life Sciences >>>

The most recent press releases about innovation >>>

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

Im Focus: FiberLab-Roboter begeistert auf Photonics West in San Francisco

Mit ihrem „humanisierten“ Roboter zeigten Anna Lena Baumann und Wolfgang Schade erstmalig die erfolgreiche Umsetzung der 3D-Navigation über eine neuartige Lasermethode, der Standard Single-Mode-Glasfaser. Mehr als 17.000 Teilnehmer konnten den Roboter und FiberLab, das erste Projekt des Photonik Inkubators in Göttingen, auf der Photonics West in San Francisco kennen lernen.

Mit Hilfe eines in die Kleidung eingenähten Fasersensors wurden Armbewegungen eines Probanden dokumentiert und nach entsprechender Auswertung an den Roboter...

Im Focus: Femto Photonic Production: Neue Verfahren mit Ultrakurzpulslasern für die Fertigung von morgen

Für die deutsche Wirtschaft spielt die Lasertechnik eine herausragende Rolle: Etwa 40 Prozent der weltweit verkauften Strahlquellen und 20 Prozent der Lasersysteme für die Materialbearbeitung stammen aus Deutschland.

Beim Einsatz von Lasern in der Produktion sind deutsche Unternehmen führend. Diese Stärken gilt es zu erhalten und auszubauen. Deswegen hat das...

Im Focus: Theorie der starken Wechselwirkung bestätigt: Supercomputer bestimmt Neutron-Proton-Massendifferenz

Nur weil das Neutron ein klein wenig schwerer ist als das Proton, haben Atomkerne genau die Eigenschaften, die unsere Welt und letztlich unsere Existenz ermöglichen.

80 Jahre nach der Entdeckung des Neutrons ist es einem Team aus Frankreich, Deutschland und Ungarn unter Führung des Wuppertaler Forschers Zoltán Fodor nun...

Im Focus: Neurochip für die Hirnforschung erfolgreich im Markt

Neues Mess- und Stimulationssystem nimmt die Kommunikation von Nervenzellen in Echtzeit auf und ermöglicht damit lang erhoffte Grundlagenforschung

Für die Enträtselung neurologischer und neurodegenerativer Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer, Depression oder verschiedene Erblindungsformen verspricht ein...

Im Focus: Klassisch oder nicht? Physik der Nanoplasmen

Die Wechselwirkung von intensiven Laserpulsen mit Partikeln auf einer Nanometer-Skala resultiert in der Erzeugung eines expandierenden Nanoplasmas.

In der Vergangenheit wurde die Dynamik eines Nanoplasmas typischerweise durch klassische Phänomene wie die thermische Emission von Elektronen beschrieben. Im...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

THETIS - Branchentreff für Meeresenergien

27.03.2015 | Veranstaltungen

1. HAMMER BIOENERGIETAGE

27.03.2015 | Veranstaltungen

Technologietag bei der SCHOTT AG - Neue Strukturierungstechnologien für Dünngläser

26.03.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Motormanagement-System kommuniziert per Modbus

27.03.2015 | HANNOVER MESSE

Ein Elektron auf Tauchgang

27.03.2015 | Physik Astronomie

Material für dichtere Magnetspeicher

27.03.2015 | Materialwissenschaften