Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Schleusenwärter namens Vigilin

27.09.2016

ETH-Forschende finden in Leberzellen ein Molekül, das die Fettabgabe ins Blut steuert. Bei Übergewichtigen ist dieser Schleusenwärter in grosser Zahl vorhanden und fördert indirekt die Gefässverkalkung.

Das Oktoberfest in München hinterlässt im Körper Spuren: Fettes Essen und reichlich Alkohol sorgen dafür, dass die Leber viel zu tun hat. Dieses Organ speichert nämlich einen Teil der aufgenommenen Fette (und baut den Alkohol zu Fett um), gibt sie aber auch wieder ab, sobald der Exzess vorbei ist.


Vorratsspeicher und Entgiftungszentrale: Die Leber spielt im Fettstoffwechsel eine bedeutende Rolle.

Bild: www.colourbox.com

Quelle: ETH Zürich

Dauern die Ausschweifungen aber an und werden nicht durch Bewegung und Sport kompensiert, wird der Mensch übergewichtig und diabetisch, und es entwickelt sich eine Fettleber. Wird rechtzeitig Gegensteuer gegeben, kann sich die Leber von der Verfettung meist vollständig erholen. Im schlechteren Fall entzündet sich das Organ, was kaum mehr behandelbar ist.

Von der Fettleber zur Herzattacke

Mit einer Fettleber einher gehen auch schlechte Blutfettwerte. Verfettet die Leber, gibt sie - um sich zu entlasten-, Fette ins Blut ab, darunter «gute» in Form von High Density Lipoprotein (HDL), aber auch «schlechte», wie das Low Density Lipoprotein (LDL) und dessen Vorstufe Very Low Density Lipoprotein (VLDL).

Sind die Konzentrationen von LDL und VLDL im Blut hoch, bildet sich eine Gefässverengung durch sogenannte atherosklerotische Plaques. Löst sich ein Plaque ab, besteht die Gefahr eines Gefässverschlusses, was zu einem Herzinfarkt oder Hirnschlag führt.

Neuer Regulator entdeckt

Wie Übergewicht, Fettleber und Gefässverkalkung zusammenhängen, hat das Team von Markus Stoffel, Professor für Molekulare Gesundheitswissenschaften der ETH Zürich in Zusammenarbeit mit weiteren Wissenschaftlern in der Schweiz, Deutschland und den USA genauer angeschaut. Und dabei Überraschendes entdeckt: Den Wissenschaftlern ist es gelungen, in Leberzellen ein Protein namens Vigilin dingfest zu machen, das eine Art Schleusenwärter ist. Dieser reguliert die Abgabe von Fetten, darunter das VLDL, aus der Leber ins Blut.

Die Forschenden fanden Vigilin in grosser Zahl in den Leberzellen übergewichtiger Mäuse. Und auch beim Menschen wurden sie fündig: «Der Vigilinspiegel in Leberzellen von Menschen mit Fettleber korreliert stark mit dem prozentualen Anteil von Fett in der Leber. Anders gesagt: je mehr Fett die Leberzellen enthalten, desto höher ist die Menge an Vigilin», erklärt Stoffel.

Einfluss auf Transporter

In einer Studie, die soeben in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlich wurde, zeigen der ETH-Professor und seine Mitarbeitenden, dass Vigilin vor allem die Proteine reguliert, welche Fette aus der Leber transportieren. Das Molekül bindet aber nicht direkt an diese Transportproteine, sondern an bestimmte Stellen der dazugehörenden Boten-RNA.

Die Boten-RNA ist die Abschrift eines Gens. Sie ist der eigentliche Bauplan für das zugehörige Protein und wird aus dem Zellkern hinaus zu den Ribosomen transportiert. Diese molekularen Maschinchen bauen anhand der Boten-RNA das Protein auf.

Es wird vermutet, dassVigilin die Boten-RNA, an die es bindet, gezielt den Ribosomen zuführt. Es ist aber nicht nur ein Transportvehikel, es beschleunigt auch die Produktion des entsprechenden Proteins.

Eines dieser von Vigilin «geförderten» Proteine ist Apolipoprotein B (ApoB). Dieses ist für den Export von Triglyceriden aus der Leber besorgt. Triglyceride fördern ebenfalls die Gefässverkalkung, treten sie doch bei Übergewicht gehäuft auf.

Neue Methoden erhellen Zusammenhänge

Um den ursächlichen Zusammenhang zwischen Vigilin und Gefässverkalkung herzustellen, hemmten die Forschenden die Bildung dieses Proteins in der Leber von Mäusen mit Hilfe eines neuen Verfahren der RNA-Interferenz. Als Folge davon litten die Tiere deutlich weniger stark an Atherosklerose als Tiere, deren Vigilin normal arbeitete. Umgekehrt führte eine verstärkte Vigilin-Bildung zu massiven Ablagerungen in den Gefässen.

«Vigilin greift auf einer Ebene in die Gen-Regulation ein, die bislang kaum untersucht wurde», sagt Stoffel. Wie Gene auf Ebene der DNA reguliert werde, sei mittlerweile immer besser verstanden. Auch wie der Aufbau von Boten-RNA aufgrund der DNA-Vorlage geregelt werde, sei ziemlich gut bekannt. Aber über die Regulation des Schritts von der Boten-RNA zum Protein sei nur sehr wenig bekannt. Umso wertvoller deshalb auch die Erkenntnis, dass Vigilin auf dieser Ebene regulierend eingreife. Für die Forscher spannend: Vigilin ist das erste RNA-bindende Protein, das im Zusammenhang mit Fettleibigkeit und Diabetes gefunden wurde.

Unbekannte Struktur

Noch nicht bekannt ist hingegen die atomare Struktur von Vigilin. Mehrere Gruppen weltweit arbeiten daran. Stoffel stellt sich das Vigilin Molekül als eine Art «Krake» mit mehreren Armen vor: Das Molekül weist 14 verschiedene Bindestellen für ein Boten-RNA-Molekül auf. Jeder dieser Arme vermag an eine spezifische RNA-Domäne zu binden und den Produktionsvorgang des entsprechenden Proteins zu beschleunigen.

Von dieser Entdeckung erhofft sich der Forscher eine mögliche Therapie gegen die Fettleber. Da Vigilin auf mehrere Proteine einwirken kann, ist es allerdings kein einfaches therapeutisches Ziel, da Nebenwirkungen schwierig abzuschätzen sind. Die Forscher haben dennoch auf ihre Entdeckung ein Patent eingereicht. Stoffel glaubt, dass die Pharmaindustrie dieses Target ins Auge fassen könnte, wenn weitere Studien in anderen Modellen einen therapeutischen Nutzen zeigen.

Literaturhinweis

Mobin MB, Gerstberger S, Teupser D, Campana B, Charisse K, Heim MH, Manoharan M, Tuschl T, Stoffel M. The RNA-binding protein vigilin regulates VLDL secretion through modulation of Apob mRNA translation. Nature Communications, published online 26th Sept 2016. DOI: 10.1038/ncomms12848

Weitere Informationen:

https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2016/09/schleusenw...

Peter Rüegg | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Weitere Berichte zu: Boten-RNA ETH Fettleber LDL Leber Leberzellen Molekül Ribosomen protein Übergewicht

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Happy hour für die zeitaufgelöste Kristallographie
17.09.2019 | Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie

nachricht Zuviel des Guten: Überaktive Immunzellen lösen Entzündungen aus
17.09.2019 | Universität Basel

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: Happy hour für die zeitaufgelöste Kristallographie

Ein Forschungsteam vom Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD), der Universität Hamburg und dem European Molecular Biology Laboratory (EMBL) hat eine neue Methode entwickelt, um Biomoleküle bei der Arbeit zu beobachten. Sie macht es bedeutend einfacher, enzymatische Reaktionen auszulösen, da hierzu ein Cocktail aus kleinen Flüssigkeitsmengen und Proteinkristallen angewandt wird. Ab dem Zeitpunkt des Mischens werden die Proteinstrukturen in definierten Abständen bestimmt. Mit der dadurch entstehenden Zeitraffersequenz können nun die Bewegungen der biologischen Moleküle abgebildet werden.

Die Funktionen von Biomolekülen werden nicht nur durch ihre molekularen Strukturen, sondern auch durch deren Veränderungen bestimmt. Mittels der...

Im Focus: Happy hour for time-resolved crystallography

Researchers from the Department of Atomically Resolved Dynamics of the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD) at the Center for Free-Electron Laser Science in Hamburg, the University of Hamburg and the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) outstation in the city have developed a new method to watch biomolecules at work. This method dramatically simplifies starting enzymatic reactions by mixing a cocktail of small amounts of liquids with protein crystals. Determination of the protein structures at different times after mixing can be assembled into a time-lapse sequence that shows the molecular foundations of biology.

The functions of biomolecules are determined by their motions and structural changes. Yet it is a formidable challenge to understand these dynamic motions.

Im Focus: Modulare OLED-Leuchtstreifen

Das Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, ein Anbieter von Forschung und Entwicklungsdienstleistungen auf dem Gebiet der organischen Elektronik, stellt auf dem International Symposium on Automotive Lighting 2019 (ISAL), vom 23. bis 25. September 2019, in Darmstadt, am Stand Nr. 37 erstmals OLED-Leuchtstreifen beliebiger Länge mit Zusatzfunktionalitäten vor.

Leuchtstreifen für das Innenraumdesign kennt inzwischen nahezu jeder. LED-Streifen sind als Meterware im Baumarkt um die Ecke erhältlich und ebenso oft als...

Im Focus: Modular OLED light strips

At the International Symposium on Automotive Lighting 2019 (ISAL) in Darmstadt from September 23 to 25, 2019, the Fraunhofer Institute for Organic Electronics, Electron Beam and Plasma Technology FEP, a provider of research and development services in the field of organic electronics, will present OLED light strips of any length with additional functionalities for the first time at booth no. 37.

Almost everyone is familiar with light strips for interior design. LED strips are available by the metre in DIY stores around the corner and are just as often...

Im Focus: Womit werden wir morgen kühlen?

Wissenschaftler bewerten das Potenzial von Werkstoffen für die magnetische Kühlung

Für das Jahr 2060 erwarten Zukunftsforscher einen Paradigmenwechsel beim globalen Energiekonsum: Erstmals wird die Menschheit mehr Energie zum Kühlen aufwenden...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Events und Messen im digitalen Zeitalter

17.09.2019 | Veranstaltungen

Technomer 2019 - Kunststofftechniker treffen sich in Chemnitz

16.09.2019 | Veranstaltungen

„Highlights der Physik“ eröffnet

16.09.2019 | Veranstaltungen

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

Events und Messen im digitalen Zeitalter

17.09.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Happy hour für die zeitaufgelöste Kristallographie

17.09.2019 | Biowissenschaften Chemie

Fungizide als unterschätzte Gefahr für Organismen in Gewässern

17.09.2019 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

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