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Diabetes und Bluthochdruck besser verstehen

Neue Zusammenhänge zwischen Genen und Stoffwechsel identifiziert

Wissenschaftlern des Helmholtz Zentrums München ist es innerhalb eines internationalen Forscherteams gelungen, 145 Gene zu identifizieren, die den menschlichen Stoffwechsel beeinflussen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift 'Nature Genetics' veröffentlicht sind, könnten in Folgestudien neue Krankheitsmechanismen und Therapieansätze aufgedeckt werden. Die erzeugten Assoziationsnetzwerke sowie deren umfangreiche Annotationen stehen der wissenschaftlichen Gemeinschaft nun über durchsuchbare Websites zur Verfügung.

Die genomweite Assoziationsstudie stellt die bislang umfassendste vergleichende Untersuchung genetischer Einflüsse auf den menschlichen Stoffwechsel dar. Das Team fand 145 genetische Regionen, die in Zusammenhang mit über 400 Stoffwechselprodukten, wie etwa Kohlenhydrate, Lipide, Vitamine oder DNA-Bausteine, stehen. Auf der Basis ihrer Auswertungen konnten die Wissenschaftler individuelle Unterschiede in den Stoffwechselprofilen der Probanden rekonstruieren.

Dazu analysierten Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München (HMGU), gemeinsam mit Kollegen des Wellcome Trust Sanger Instituts (UK) und des King's College London (UK), die Daten der deutschen KORA-Studie und der britischen TwinsUK-Studie mit insgesamt 7.824 Teilnehmern. Neben der Assoziation zwischen Genen und Stoffwechselprodukten werteten sie zusätzliche Daten zur Genexpression, Vererbung und bekannten Überschneidungen der betroffenen Gene mit Erkrankungen oder pharmakologischen Ansatzpunkten aus. So konnte das Team Gene ihren Substraten zuordnen und diese wiederum mit Zuständen wie Bluthochdruck oder Diabetes verbinden.

Genfunktionen verstehen, neue therapeutische Ansatzpunkte identifizieren

"Die Zusammenhänge zwischen Genen und Stoffwechselprodukten zu entschlüsseln, ist die Grundlage, um Genfunktionen genauer zu verstehen und ihren Einfluss bei der Entstehung von Krankheiten zu erforschen", erklärt Dr. Gabi Kastenmüller vom Institut für Bioinformatik und Systembiologie am HMGU. "Darüber hinaus lassen sich über solche molekularen Netzwerke auch neue therapeutische Ansatzpunkte identifizieren" ergänzt Dr. Jan Krumsiek vom Institut für Computational Biology. Dr. Christian Gieger vom Institut für Genetische Epidemiologie am HMGU fügt hinzu: "Unsere Analysen bieten uns zudem die Möglichkeit, Eingriffe in den Stoffwechsel durch Medikamente oder Lebensstiländerungen besser nachzuvollziehen und mögliche Wirkungen oder Nebenwirkungen abzuschätzen."

Die entwickelte Datenplattform liefert wichtige Grundlagen, um das Krankheitsverständnis und die Wirkstoffforschung bei Stoffwechselerkrankungen voranzubringen.

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Weitere Informationen

Die Kooperative Gesundheitsforschung in der Region Augsburg Augsburg (KORA) untersucht seit über 20 Jahren die Gesundheit tausender Bürger aus dem Raum Augsburg. Ziel ist es, die Auswirkungen von Umweltfaktoren, Verhalten und Genen zu verstehen. Kernthemen der KORA-Studien sind Fragen zu Entstehung und Verlauf von chronischen Erkrankungen, insbesondere Herzinfarkt und Diabetes mellitus. Hierzu werden Risikofaktoren aus dem Bereich des Gesundheitsverhaltens (u. a. Rauchen, Ernährung, Bewegung), der Umweltfaktoren (u. a. Luftverschmutzung, Lärm) und der Genetik erforscht. Aus Sicht der Versorgungsforschung werden Fragen der Inanspruchnahme und Kosten der Gesundheitsversorgung untersucht.

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.200 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 34.000 Beschäftigten angehören.

Schwerpunkt des Instituts für Instituts für Bioinformatik und Systembiologie (IBIS) ist die Genom-orientierte Bioinformatik, bei der eine systematische Analyse der genetischen Information erfolgt. In diesem Rahmen werden Genomverschlüsselungen, Expressionsmuster und Proteomics untersucht. Dabei entwickelt und überprüft IBIS bioinformatische Methoden. Das IBIS verwaltet außerdem das Munich Information Center for Protein Sequences (MIPS), das genetische Datensätze enthält sowie Vergleichsanalysen von mikrobiotischen und pflanzlichen Genomen.

Das Institut für Computational Biology (ICB) führt datenbasierte Analysen biologischer Systeme durch. Durch die Entwicklung und Anwendung bioinformatischer Methoden werden Modelle zur Beschreibung molekularer Prozesse in biologischen Systemen erarbeitet. Ziel ist es, innovative Konzepte bereitzustellen, um das Verständnis und die Behandlung von Volkskrankheiten zu verbessern.

Der Lehrstuhl bzw. das Institut für Genetische Epidemiologie (IGE) beschäftigt sich mit genetischer Statistik. Dies beinhaltet die Planung, Durchführung und Auswertung von Genkartierungsprojekten bei komplexen Krankheiten sowie die Entwicklung und Implementation neuer statistischer Verfahren. Die Aktivitäten erstrecken sich auf genomweite Assoziationsstudien sowie Kopplungsanalysen (Familienstudien) bei unterschiedlichsten Krankheiten. Ein Schwerpunkt liegt auf Phänotypen, die im Rahmen der populationsbasierten KORA-Kohorte untersucht werden. Ziel des Instituts ist es, zur Aufklärung der genetischen Ursachen von komplexen Krankheiten beizutragen.

Quelle: Shin, S.-Y. et al. (2014). An atlas of genetic influences on human blood metabolites, Nature Genetics, doi: 10.1038/ng.2982

zuletzt bearbeitet: 12.05.2014 nach oben

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