Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wissenschaftler identifizieren Gen einer tödlichen Herzkrankheit

12.03.2002


Wissenschaftler identifizieren Gen einer tödlichen Herzkrankheit, die in einem Beduinenstamm Israels verbreitet ist

Ein Team aus Forschern des Weizmann Instituts und des Sheba-Krankenhauses in Israel haben ein Gen identifiziert, das die tödliche Herzkrankheit PVT (Polymorphe Ventrikulaere Tachykardie) zur Folge hat. Die Krankheit PVT, die vorwiegend Kinder betrifft, äußert sich durch schnellen, unregelmäßigen Herzschlag, Ohnmachtsanfälle sowie in manchen Fällen durch plötzlichen Tod.

Die Mutation, die in einem Beduinenstamm in Nordisrael gefunden wurde, hatte zuvor den Tod von neun Kindern in diesem Stamm, davon teilweise mehrere Todesfälle in einer Familie, verursacht. ’Die neuen Erkenntnisse werden voraussichtlich Früherkennung und Behandlung dieser tödlichen Krankheit verbessern können’, so meint Dr. Nili Avidan von der Abteilung Molekulargenetik des Weizmann Instituts, ’gleichzeitig tragen sie zu einem besseren Verständnis anderer Herzerkrankungen bei. Wir glauben, dass Mutationen auf diesem und anderen, biochemisch verwandten Genen, hinter einer Anzahl von bislang vorwiegend ungeklärten Herzkrankheiten steckten.’

Das Team fand heraus, dass die Krankheit durch eine Mutation auf dem Gen von Calsequestrin 2 (CASQ2) verursacht wird, welches eine lebenswichtige Rolle bei der Kontraktion und Entspannung der Herzmuskulatur spielt. Die Mutation behindert die Fähigkeit des CASQ2-Proteins, Kalziumionen je nach Bedarf zu binden oder freizusetzen.

Durchgeführt wurde die Studie, die im American Journal of Human Genetics veröffentlicht wurde, von der Doktorandin Hadas Lahat, ihren Betreuern Prof. Michael Eldar, dem Leiter des Herz-Instituts am Sheba-Krankenhaus und Dr. Elon Pras vom Danek-Gartner-Institut für Humangenetik am Sheba-Krankenhaus, sowie Dr. Avidan, Dr. Tsviya Olender, Dr. Edna Ben-Asher und Prof. Doron Lancet von der Abteilung Molekulargenetik des Weizmann Instituts.

Die Studie nahm ihren Ausgang, als ein achtjähriges Mädchen des Stammes nach körperlicher Anstrengung ohnmächtig wurde und ins Rambam-Krankenhaus eingeliefert wurde. Zwei ihrer jüngeren Brüder litten unter denselben Symptomen, und zwei weitere Geschwister waren zuvor an der Krankheit gestorben. Die Ärzte glaubten, dass die Symptome der Kinder auf Tachykardie zurückgingen, es gelang ihnen jedoch nicht, die genaue Ursache festzustellen. Daraufhin wandte sich die Familie an Prof. Michael Eldar, den Leiter des Herz-Instituts am Sheba-Krankenhaus. Er stellte fest, dass die Kinder an PVT litten. In einem Gespräch mit der Familie erfuhr Eldar, dass auch andere Familien im Dorf eine ähnliche Krankheitsgeschichte vorwiesen.

Die Familie des Mädchens gehört zu einem Beduinenstamm in Nordisrael, der vermutlich von drei Brüdern abstammt, die sich dort vor über 200 Jahren niederließen. Die Art der Krankheit und die verbreitete Sitte unter Beduinen Familienangehörige zu heiraten, ließen die Forscher an eine mögliche genetische Ursache denken. Mit der Hypothese, nach der einer der drei Brüder Träger einer genetischen Mutation gewesen sei, fuhr Frau Lahat vom Danek-Gartner-Institut für Humangenetik in das Dorf und untersuchte die Familien. Offenbar war sie auf der richtigen Fährte, denn in allein sieben Familien hatten dreizehn Kinder PVT, die von nun an entsprechend medikamentös behandelt wurden. Neun unbehandelte Kinder in diesen Familien waren zuvor an der Krankheit gestorben.

Nun jedoch mussten die Forscher aus 80 möglichen Genkandidaten das für PVT verantwortliche Gen herausfinden. Zu jener Zeit war das Humangenomprojekt bei weitem noch nicht abgeschlossen und es lagen nur Daten über rund die Hälfte der in 80 in Frage kommenden Gene vor. Daraufhin wandten sich Lahat und ihr Betreuer, Dr. Elon Pras, mit der Bitte um Hilfe an die Wissenschaftler des Weizmann Instituts.

Am Institut hatten Dr. Olender und Dr. Avidan zunächst wenig Erfolg, doch als das Humangenomprojekt neue Informationen in immer schnellerer Folge verfügbar machte, stießen die Forscher, just als sie die Hoffnung verloren, unerwartet auf ein frisch entschlüsseltes Gen, das Calsequestrin 2 (CASQ2). Das CASQ2-Protein war ein aussichtsreicher Kandidat, das es als Reservoir für Kalziumionen in Herzmuskelzellen dient. Da es Kalziumionen binden, festhalten und freisetzen kann, könnte das CASQ2-Protein eine Schlüsselrolle bei der Kontraktion und Entspannung der Herzmuskulatur spielen. Ein zweiter Hinweis kam aus unerwarteter Quelle. Nur vier Monate zuvor hatte ein anderes Forscherteam herausgefunden, dass eine Mutation auf einem anderen Gen, dem so genannten RYR2, ebenfalls eine Form von PVT verursacht. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass RYR2 zur selben Zellbahn gehört wie CASQ2.

Die Forscher fanden bald heraus, dass die unter PVT leidenden Kinder eine Mutation auf dem CASQ2-Gen hatten, und es gelang ihnen der Nachweis der Fehlfunktionen, die zum Tod der neun Kinder geführt hatten. Überraschend war, dass die Mutation nur winzig ist - ein Austausch einer einzigen Base, von G zu C, in der Nukleotidsequenz der DNS. Diese Veränderung führt jedoch dazu, dass der Körper die Aminosäure Histidin anstatt Aparaginsäure produziert, welche die Fähigkeit des CASQ2-Proteins zur Bindung und Freisetzung von Kalziumionen behindert. ’Das Protein ist sehr starke negativ geladen und bindet daher eine große Anzahl positiv geladener Kalziumionen, die es freisetzt, wenn es notwendig wird’, sagt Avidan. ’Leider ist im mutierten CASQ2-Protein die Negativladung insgesamt geringer, da durch die Vertauschung der einzelnen Base an Stelle der negativ geladenen Asparaginsäure das positiv geladene Histidin sitzt. Dies beeinträchtigt höchstwahrscheinlich die Fähigkeit des Proteins, Kalziumionen zu binden und führt zu Herzversagen.’

Weitere Wissenschaftler, die an dieser Studie beteiligt waren, sind Etgar Levy-Nissenbaum und Dr. Boleslaw Goldman vom Danek-Gartner-Institut für Humangenetik und Dr. Asad Khoury und Dr. Avraham Lorber vom Rambam-Krankenhaus.

Die am Weizmann Institut durchgeführte Studie wurde vom Crown-Humangenomzentrum und vom Fonds der Israel Science Foundation gefördert.

Debbie Weiss | idw

Weitere Berichte zu: CASQ2-Protein Gen Herzkrankheit Kalziumion Mutation PVT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht ROBOLAB generiert neue Forschungsansätze und Kooperationen
08.05.2017 | Hochschule Mainz

nachricht Wie Coronaviren Zellen umprogrammieren
28.04.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungen

Aachener Werkzeugmaschinen-Kolloquium 2017: Internet of Production für agile Unternehmen

23.05.2017 | Veranstaltungen

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

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Medikamente aus der CLOUD: Neuer Standard für die Suche nach Wirkstoffkombinationen

23.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Diabetes Kongress 2017:„Closed Loop“-Systeme als künstliche Bauchspeicheldrüse ab 2018 Realität

23.05.2017 | Veranstaltungsnachrichten

CAST-Projekt setzt Dunkler Materie neue Grenzen

23.05.2017 | Physik Astronomie