Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Checkpoint fürs Fett: Forscher der Uni Graz entdeckten Mechanismus zur Regulation des Zellwachstums

24.02.2015

Fett ist angesichts moderner Zivilisationskrankheiten wie Diabetes Typ 2 oder Adipositas zunehmend in Verruf geraten. Dabei erfüllt es aber auch ganz wichtige Funktionen im Organismus. Unter anderem ist Fett für das Zellwachstum essenziell, wie Univ.-Prof. Dr. Sepp-Dieter Kohlwein mit seiner Arbeitsgruppe am Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz 2009 erstmals nachweisen konnte. Nun hat das Team weitere Details zur Rolle des Fettstoffwechsels im Zellzyklus geklärt. Die neuen Erkenntnisse wurden soeben im renommierten US-Wissenschaftsjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) online veröffentlicht.

Damit sich Zellen teilen können, brauchen sie Fett. Aus Triglyzeriden werden durch fettspaltende Enzyme, so genannte Lipasen, Diglyzeride, Monoglyzeride und Fettsäuren freigesetzt, die von den Zellen verwertet werden können.


Hefezellen mit Fett-Tröpfchen (rot). Triglyzeride werden in diesen Lipid-Tröpfchen gespeichert.

Kohlwein/IMB, Uni Graz


Das Bild zeigt verschiedene zelluläre Strukturen der Hefe, die alle von Membranen umschlossen sind. Bei der Zellteilung werden diese Strukturen verdoppelt.

Kohlwein/IMB, Uni Graz

Stehen nicht genug Fettsäuren zur Verfügung, verlangsamt sich der Zellteilungs-Zyklus. Störungen im Zellwachstum können beim Menschen zu schwerwiegenden Erkrankungen führen. So steht auch unkontrolliertes Wachstum von Krebszellen in sehr engem Zusammenhang mit Fettstoffwechselstörungen.

Sepp-Dieter Kohlwein und seine Arbeitsgruppe, allen voran Dr. Neha Chauhan, ist es nun gelungen herauszufinden, welches Abbauprodukt im Fettstoffwechsel Signalwirkung für die Zellteilung hat, welcher Checkpoint in der Zelle dieses Signal auffängt und dementsprechend reagiert. Die ForscherInnen identifizierten das Enzym Swe1 als Checkpoint, der die Zellteilung bremst, wenn zu wenig Fett in Form von Sphingolipiden vorhanden ist.

Ihre Forschungen betreiben die WissenschafterInnen der Uni Graz an Hefezellen. „Diese eignen sich hervorragend als Modellsystem für zelluläre Grundlagenforschung, insbesondere in Bezug auf den Fettstoffwechsel, weil sie humanen Zellen in ihrem Aufbau und ihren Funktionen sehr ähnlich sind“, erklärt Kohlwein.

Deshalb lassen sich viele an Hefezellen gewonnene Erkenntnisse auch auf menschliche oder tierische Zellen übertragen. Hinzu kommt, dass sie nur 90 Minuten brauchen, um sich zu teilen – bei humanen Zellen sind es zwölf Stunden – und somit einfach und in großen Mengen kultiviert werden können.

„Wird in der Hefe die Fettspaltung unterbunden, sodass den Zellen nicht mehr genügend Fettsäuren zur Verfügung stehen, verzögert sich das Zellteilungs-Programm um etwa 30 Minuten, was bei einer normalen Dauer von eineinhalb Stunden beträchtlich ist und einen schwerwiegenden Nachteil für das Überleben der Zell-Population bedeutet“, berichtet Kohlwein.

Der Mechanismus, der dafür verantwortlich ist, wird in der aktuellen Publikation erstmals beschrieben: „Es ist die Swe1 Kinase, ein Enzym, das als Checkpoint registriert, wie viele Sphingolipide in der Zellmembran vorhanden sind. Diese entstehen aus den beim Fettabbau freigesetzten Fettsäuren. Ist die Menge der Sphingolipide zu gering, wird Swe1 aktiv und bremst den Zellzyklus“, fasst Kohlwein zusammen.

Mit seiner Arbeitsgruppe widmet sich Sepp-Dieter Kohlwein seit vielen Jahren erfolgreich der Erforschung der molekularen Grundlagen von Fettstoffwechselerkrankungen im Modellsystem Hefe. Die Anwendung biochemischer und genomischer Technologien sowie die Entwicklung neuartiger mikroskopischer Methoden brachten den WissenschafterInnen der Uni Graz international eine Spitzenstellung ein.

Die richtungweisenden Erkenntnisse wurden im Rahmen des vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF geförderten Spezialforschungsbereichs LIPOTOX sowie der Kooperation NAWI Graz und des Forschungsnetzwerks BioTechMed-Graz gewonnen. Neha Chauhan war Dissertantin des Doktoratskollegs „Molekulare Enzymologie und Physiologie“ und erhielt ein PostDoc-Stipendium des Vizerektorats für Personal, Personalentwicklung und Gleichstellung der Universität Graz.

Kontakt:
Univ.-Prof. Dr. Sepp-Dieter Kohlwein
Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz
Tel.: 0043 (0)316/380-5487, 0043 (0)676/61 81 421
E-Mail: sepp.kohlwein@uni-graz.at

Publikation:
Morphogenesis checkpoint kinase Swe1 is the executor of lipolysis-dependent cell-cycle progression
Neha Chauhan, Myriam Visram, Alvaro Cristobal-Sarramian, Florian Sarkleti, Sepp D. Kohlwein
PNAS, 23. Februar 2015

Weitere Informationen:

http://yeast.uni-graz.at Informationen zu den Forschungen der Arbeitsgruppe um Sepp-Dieter Kohlwein
http://www.pnas.org/content/early/2015/02/20/1423175112 Publikation in PNAS: Morphogenesis checkpoint kinase Swe1 is the executor of lipolysis-dependent cell-cycle progression

Gudrun Pichler | Karl-Franzens-Universität Graz

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Krebszellen Winterschlaf halten
16.07.2018 | Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden

nachricht Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit
16.07.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vertikales Begrünungssystem Biolit Vertical Green<sup>®</sup> auf Landesgartenschau Würzburg

16.07.2018 | Architektur Bauwesen

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Krebszellen Winterschlaf halten

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics