Wissenschaftler des Helmholtz Zentrum München und des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung haben ein Gen-Netzwerk identifiziert, das bei der Entstehung von Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes eine wichtige Rolle spielen könnte. Die im Fachmagazin „Nature Communications“ veröffentlichten Studienergebnisse ergaben 51 neue Stoffwechsel-Gene, von denen 23 eine Rolle bei der Entstehung der Krankheit spielen könnten.
Erst am 18. Januar gab das Helmholtz Zentrum die Förderung des Projekts ComboMir zur Erforschung neuer Therapien von Stoffwechselkrankheiten bekannt gab (BioM bereichtete: Mit microRNAs gegen Stoffwechselkrankheiten).
Die Entstehung von Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes ist ein komplexer Prozess. Sowohl bei Typ-1- als auch Typ-2-Diabetes sind nicht nur Lebensstil- und Umweltfaktoren für die Krankheitsentstehung verantwortlich, sondern auch viele unterschiedliche Gene. Sie liefern die Baupläne für die einzelnen Proteine mit deren jeweiligen Funktionen im Zuckerstoffwechsel. Viele Gene, die in der Entwicklung von Erkrankungen wie Diabetes eine wichtige Rolle spielen, sind nach wie vor unbekannt. Nur durch Entschlüsseln von Ursachen und Entstehungsmustern wird es möglich, die Krankheiten zu verstehen und therapeutisch einzugreifen. Neu identifizierte Diabetes-Gene könnten etwa als Biomarker für eine individuelle Risikovorhersage oder zur Diagnostik der Erkrankung eingesetzt werden.
Prof. Dr. Martin Hrabě de Angelis und sein Team der German Mouse Clinic (GMC) am Institut für Experimentelle Genetik (IEG) des HZM haben im Rahmen des Internationalen Mouse Phenotyping Consortiums (IMPC) Stoffwechselfunktionen von Mausmodellen untersucht, denen jeweils ein genau ausgewähltes Gen fehlte. So versuchten die Forscher herauszufinden, ob das fehlende Gen an wichtigen Stoffwechselprozessen beteiligt ist. "Unsere Auswertung dieser Phänotypisierungsdaten hat insgesamt 974 Gene identifiziert, deren Verlust Auswirkungen auf den Zucker- und Fettstoffwechsel zeigt", sagt Studienleiter Hrabě de Angelis. "Für mehr als ein Drittel der Gene war zuvor keine Verbindung zum Stoffwechsel bekannt. Spannend ist zudem, dass je nach Geschlecht unterschiedliche Gene betroffen sein können." Darüber hinaus, so berichten die Forscher, waren die Funktionen von 51 der gefundenen Stoffwechsel-Gene bisher gänzlich unbekannt. Zusätzlich konnte bereits beim Abgleich mit an Menschen erhobenen Genom-Daten gezeigt werden, dass 23 Gene offenbar eine Rolle bei Diabeteserkrankungen beim Menschen spielen.
Eines dieser Gene ist C4orf22, das bei Probanden der Diabetes-Studie "Tübingen Family Study" an der Wirkung von Insulin beteiligt zu sein scheint. Für die 51 neuen Gene muss das noch gezeigt werden. "Sie sind neue Kandidatengene, und die neuen Ergebnisse sind möglicherweise hilfreich bei der Untersuchung der Ursache eines gestörten Zuckerstoffwechsels und Diabetes", erklärt Dr. Jan Rozman, Erstautor der Studie.
Interessanterweise ähnelten sich diese Gene auch in ihrer Struktur: Viele wiesen gemeinsame regulatorische Elemente auf. Die Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass es sich bei diesen Genen um ein Netzwerk handelt. Sie wollen ihre Ergbnisse weiter untersuchen und herausfinden, inwiefern sich neue Therapieansätze aus ihren Erkenntnissen ergeben.
Weitere Informationen:
Pressemitteilung_Studie entschlüsselt neue Diabetes-Gene
Original-Publikation:
Rozman, J. et al. (2018): Identification of genetic elements in metabolism by high-throughput mouse phenotyping. Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-017-01995-2