Schlagwort-Archiv: Wissenschaft

Lungenmedikament macht Mäuse schlank

Mai 28, 2015 Redaktion

Wärmebilder: Die Maus (links) weist eine Oberflächentemperatur von bis zu 32 Grad Celsius auf. Sie verfügt über zahlreiche braune Fettzellen, die Nahrungsenergie verbrennen und in Wärme verwandeln. Bei dem Tier rechts wurde ein Enzym ausgeschaltet, das den Botenstoff cGMP herstellt, der wichtig für die Ausbildung und Funktion von braunem Fettgewebe ist. Die Oberflächentemperatur der rechten Maus ist deshalb deutlich niedriger. (c) Foto: Linda S. Hoffmann/Uni Bonn Wärmebilder: Die Maus (links) weist eine Oberflächentemperatur von bis zu 32 Grad Celsius auf. Sie verfügt über zahlreiche braune Fettzellen, die Nahrungsenergie verbrennen und in Wärme verwandeln. Bei dem Tier rechts wurde ein Enzym ausgeschaltet, das den Botenstoff cGMP herstellt, der wichtig für die Ausbildung und Funktion von braunem Fettgewebe ist. Die Oberflächentemperatur der rechten Maus ist deshalb deutlich niedriger. (c) Foto: Linda S. Hoffmann/Uni Bonn — Wärmebilder:Die Maus (links) weist eine Oberflächentemperatur von bis zu 32 Grad Celsius auf. Sie verfügt über zahlreiche braune Fettzellen, die Nahrungsenergie verbrennen und in Wärme verwandeln. Bei dem Tier rechts wurde ein Enzym ausgeschaltet, das den Botenstoff cGMP herstellt, der wichtig für die Ausbildung und Funktion von braunem Fettgewebe ist. Die Oberflächentemperatur der rechten Maus ist deshalb deutlich niedriger. (c) Foto: Linda S. Hoffmann/Uni Bonn

Wie lassen sich Fettzellen einfach abschmelzen?

Wie lassen sich Fettzellen einfach abschmelzen? Im Kampf gegen starkes Übergewicht und Folgeerkrankungen wie Diabetes suchen Wissenschaftler nach neuen Wegen. Einem Forscherteam ist nun unter Federführung der Universität Bonn gelungen, mit einem neuen Medikament lästige weiße Fettzellen in Heizaggregate zu verwandeln, die überschüssige Energie verbrennen. Wurden übergewichtige Mäuse mit dem Wirkstoff behandelt, verloren sie binnen sechs Wochen zwölf Prozent an Gewicht. Die Ergebnisse sind nun im Fachjournal „Nature Communications“ veröffentlicht.

Von Fettleibigkeit ist eine zunehmende Zahl von Menschen betroffen. Eines der großen Probleme sind die zahlreichen Folgeerkrankungen: Für stark Übergewichtige steigt das Risiko, zum Beispiel an Diabetes zu erkranken sowie einen Herzinfarkt oder Schlaganfall zu erleiden. „Wissenschaftler suchen deshalb fieberhaft nach einem Weg, wie sich starkes Übergewicht auf Dauer reduzieren lässt, um die drastischen gesundheitlichen Folgen in den Griff zu bekommen“, sagt Prof. Dr. Alexander Pfeifer, Direktor des Instituts für Pharmakologie und Toxikologie der Universität Bonn.

Seit Jahren forscht der Wissenschaftler daran, wie sich unerwünschte weiße Fettzellen in erwünschte braune Fettzellen umwandeln lassen. Während weiße Fettzellen vor allem in den „Problemzonen“ an Bauch und Hüften angesiedelt sind und häufig verschiedenste gesundheitliche Folgen – wie Diabetes, Herzinfarkt und Krebs – mit sich bringen, wirken die braunen Fettzellen als eine Art Heizaggregat: Sie verbrennen besonders viel Nahrungsenergie und erzeugen Wärme. „Wenn es gelingt, weiße in braune Fettzellen umzuwandeln, lassen sich auch überflüssige Pfunde einfach abschmelzen“, sagt Prof. Pfeifer. Die Wissenschaftler der Universität Bonn haben in diesem Zusammenhang bislang mehrere Angriffspunkte in den Signalwegen des Stoffwechsels entschlüsselt.

Wirkstoff kurbelt Fettverbrennung an

Einen neuartigen Weg, braunes Fett anzukurbeln und auch weißes Fett zu „bräunen“, hat nun ein Team um Prof. Pfeifer mit Wissenschaftlern der Deutschen Sporthochschule Köln, des Universitätsklinikums Hamburg-Eppendorf, der Universität Würzburg und der Bayer Pharma AG herausgefunden. „In früheren Studien haben wir bereits im Tiermodell nachgewiesen, dass der Botenstoff cGMP die Bräunung der weißen Fettzellen fördert“, berichtet Prof. Pfeifer. Wie lässt sich aber im Organismus der cGMP-Spiegel erhöhen, um die Fettverbrennung anzukurbeln?

Als neuen Ansatzpunkt griffen die Forscher nun auf eine neue Substanz (BAY-41-8543) zurück: Ein strukturell sehr ähnlicher Wirkstoff wird gegen Lungenhochdruck eingesetzt, er weitet die Blutgefäße und senkt damit den Blutdruck in der Lunge. Die Wirkung beruht auf dem Schlüsselbotenstoff cGMP, der auch mit der Fettumwandlung zusammenhängt. „Deshalb lag es nahe, diese viel versprechende Substanzklasse an Fettzellen zu testen“, sagt Prof. Pfeifer. Die Forscher mischten den Wirkstoff stark übergewichtigen Mäusen ins Futter: Daraufhin nahm tatsächlich die Masse des weißen Fettgewebes in den Tieren ab und die Zahl energiezehrender brauner Fettzellen zu.

Gesundheitszustand der Tiere verbesserte sich insgesamt

„Nach sechs Wochen haben die mit dem Medikament behandelten Mäuse zwölf Prozent an Gewicht verloren“, fasst der Pharmakologe das Resultat zusammen. Dr. Linda S. Hoffmann, eine der Erstautorinnen aus dem Team von Prof. Pfeifer, berichtet, dass sich darüber hinaus der Gesundheitszustand der zuvor fettleibigen Tiere insgesamt verbessert habe: „Tests zeigten, dass sich Anzeichen für Diabetes II wie Glukoseintoleranz bei denjenigen Tieren reduzierte, die aufgrund des Wirkstoffs an Gewicht verloren hatten.“ Zudem hatten sich bei dieser Gruppe auch die weißen Fettzellen verkleinert und die Tiere lagerten weniger Fett in die Leber ein.

„Wir haben hinsichtlich der Substanzgruppe, zu der auch das bereits zugelassene Lungenmedikament gehört, sehr interessante Ergebnisse für die Grundlagenforschung gewonnen“, sagt Prof. Pfeifer. Ob die Substanz auch im Menschen unerwünschte weiße in erwünschte braune Fettzellen umwandelt, müsse erst noch bewiesen werden. „Das ist Zukunftsmusik – weitere intensive Forschung ist erforderlich“, sagt der Wissenschaftler der Universität Bonn.

Publikation: Stimulation of soluble guanylyl cyclase protects against obesity by recruiting brown adipose tissue, Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms8235

Senioren

Im Alter lebt bei vielen Paaren der Sex wieder auf

Mai 8, 2015 Redaktion

(ots) – In der Ehe schläft der Sex oft mit der Zeit ein. 50 Jahre nach der Hochzeit lebt er aber noch mal auf, berichtet die „Apotheken Umschau“ unter Berufung auf Wissenschaftler der Universität von Louisiana (USA). Diese untersuchten das Liebesleben von 1656 Verheirateten zwischen 57 und 85 Jahren. Zwar erlebten nur wenige Paare die goldene Hochzeit, doch diese berichteten, sie hätten mehr Sex als in den Dekaden zuvor. Möglicherweise spielt das über die Zeit gewachsene Vertrauen eine Rolle für die größere Lust. Auch fanden die Forscher heraus, dass Wiederverheiratete seltener sexuell aktiv waren als die, die sich noch in erster Ehe befanden.

Neu

Glaube auf dem Stand der Forschung

April 30, 2015 Redaktion

Haben die „theologischen Updates“ initiiert: Prof. Dr. Cornelia Richter (links) und Katharina Opalka vom Institut für Hermeneutik der Evangelisch-Theologischen Fakultät der Universität Bonn. © Foto: Barbara Frommann/Uni Bonn — Haben die „theologischen Updates“ initiiert:
Prof. Dr. Cornelia Richter (links) und Katharina Opalka vom Institut für Hermeneutik der Evangelisch-Theologischen Fakultät der Universität Bonn. © Foto: Barbara Frommann/Uni Bonn

Die Wissenschaft vom christlichen Glauben operiert mit ewigen Wahrheiten und zeitlosen Werten – entdeckt aber oft, in welch zeitgebundener Verpackung früherer Jahrhunderte diese Werte mitunter erscheinen. Mit einer neuen Internet-Seite wollen zwei evangelische Theologinnen der Universität Bonn jetzt Pfarrern und Lehrern, Ehrenamtlichen und Journalisten dabei helfen, auf Höhe der Forschung zu bleiben und solche Probleme leichter zu erkennen. Federführend ist Professorin Dr. Cornelia Richter vom Institut für Hermeneutik.

„Es stehen Updates zur Verfügung“, meldet der Computer – und veraltete Programme werden durch verbesserte Versionen ersetzt. Dass so etwas auch in der Theologie funktionieren soll, wundert einen. Geht es da nicht um ewige Wahrheiten? Um zeitlose Werte, die sich nicht „verbessern“ lassen? Mit „Update“ beißt es sich aber trotzdem nicht – denn es bedeutet „auf den neuesten Stand bringen“. Zwei Wissenschaftlerinnen an der Evangelisch-Theologischen Fakultät der Universität Bonn haben jetzt genau das vor. Mit ihrem Internet-Projekt „Theologische Updates“ wollen sie Kollegen, die den christlichen Glauben an der Basis vermitteln – zum Beispiel Pfarrer, Lehrer und Prädikanten, auch Ehrenamtliche und Journalisten -, mit aktuellen Entwicklungen des Fachs vertraut machen.

Kernsätze neu verstanden

Auf die Beine gestellt haben das neue Online-Angebot Professorin Dr. Cornelia Richter vom Institut für Hermeneutik und ihre Wissenschaftliche Mitarbeiterin Katharina Opalka, zur Pfarrerin ausgebildete Theologin. „Es zeigt sich, dass sich nach dem Examen so mancher Teil des Gelernten leider relativ rasch in eingefahrene Praxisformulierungen hinein verengt“, erläutert Prof. Richter. „Andere Dinge bleiben zwar sehr präsent, aber oft auf dem Stand der Zeit, in der man studiert hat. Dabei hat sich in den vergangenen Jahren in der Theologie unglaublich viel getan.“ Das betrifft etwa Bibeltexte: Die Forschung hat sie mit vielfältigen Überlieferungen verglichen und festgestellt, dass sie aus völlig anderen Zeiten stammen als angenommen – und daher auch anders verstanden werden müssen.

Auch manches Element der christlichen Lehre wird heute von der Fachwelt neu interpretiert. Der „Opfertod Jesu zur Vergebung der Sünden“ zum Beispiel. „Dass ein rachsüchtiger Gott seinen Sohn opfern müsse, weil die Menschen gesündigt haben, ist für heutige Menschen eine hoch brutale Theorie“, sagt Prof. Richter. Wie sie erläutert, geht sie auf den Denker Anselm von Canterbury zurück (er starb im Jahre 1109), sei also „ein mittelalterliches Konstrukt, das in dieser Form in der Bibel nicht angelegt ist“. Anselm argumentierte ungefähr so: Gott und der Mensch haben einen Bund, das heißt eine Art Vertrag geschlossen. Während die Menschheit diesen Bund durch ihre Sünden gebrochen habe, halte Gott als höchste Instanz der Gerechtigkeit an den „Vertragsbedingungen“ konsequent fest. „Der Mensch des Mittelalters dachte: Gerade weil Gott gerecht ist, muss er sich an die Regeln halten und deshalb Wiedergutmachung fordern“, so die Theologin. „Der Mensch kann sie nach Anselm aber nicht leisten, also braucht es Jesus Christus, der für ihn eintritt.“ Hätte Gott auf Jesu Kreuzestod verzichtet, „wäre das nach mittelalterlichem Verständnis ein Zeichen absoluter Willkür.“

Ganz anders sieht das der heutige Mensch, der einer genau gegensätzlichen Logik folgt, sagt Prof. Richter. „Für uns ist Gott gerecht, wenn er von einem Opfer absieht, wenn er Gnade vor Recht ergehen lässt. Wenn man sich das klarmacht, wird deutlich, dass man die Bibel immer in die eigene Zeit hinein liest. Das geht so weit, dass man sie heute historisch präziser liest und merkt, dass Begriffe wie »Sühne« oder »Stellvertretung« für den Tod Jesu in der Bibel selbst gar nicht ausgesagt werden.“ Doch sei diese genauere Lesart in der Forschung so jung, dass sie in die Praxis vielerorts noch gar nicht eingegangen sein kann. „Insofern helfen unsere Updates, das tradierte Wissen auf neues Niveau zu bringen – nicht »besser«, aber neu verstanden.“

Keine „theologische Entscheidungsinstanz“

Seit November ist die fertig programmierte Seite am Netz, jetzt ist die Testphase abgeschlossen. Das Prinzip ist einfach: Wer eine Frage hat, kann sie (auch anonym) in eine Suchmaske eintragen und abschicken. Nach einer gewissen Bearbeitungszeit erscheint an gleicher Stelle die Expertenantwort. Schon in der Testphase ging es um gewichtige Probleme. Darf man beim Abendmahl die Einsetzungsworte ändern? Was heißt es, wenn das Dogma sagt, Gott sei eine „Person“? Ist ein christlicher Segen auch für Tiere oder gar Maschinen denkbar?

Prof. Richter betont, dass sich die Universität Bonn mit dem Projekt nicht zur „theologischen Entscheidungsinstanz“ aufschwingen will. „Die Beiträge sind von unserer Position gefärbt und sie sind – eben ganz im Sinne aktueller Forschung – jeweils zeitbedingt. Was ich heute dort schreibe, kann in einem Jahr neu kommentierungsbedürftig sein.“ Deswegen gibt es für die Besucher der Seite auch die Möglichkeit, die Antworten selbst zu kommentieren und vertieft nachzufragen.

Internet: www.theol-updates.uni-bonn.de

Neu

Molekulare Details zur Regulation der HCV-Replikation identifiziert

April 26, 2015 Redaktion

HCV Polyprotein und dessen Prozessierung zu funktionellen Bausteinen (oben), NS3 Struktur mit den identifizierten regulatorischen Aminosäuren (unten; Abb.: Tautz et al.) Foto: Uni Lübeck — HCV Polyprotein und dessen Prozessierung zu funktionellen Bausteinen (oben), NS3 Struktur mit den identifizierten regulatorischen Aminosäuren (unten; Abb.: Tautz et al.)
Foto: Uni Lübeck

Virologen und Zellbiologen aus Lübeck, Heidelberg und den USA klären Mechanismen der Infektion mit dem Hepatitis C Virus genauer auf Hepatitis C Virus (HCV) ist das wichtigste ätiologische Agens von sporadischen und transfusionsassoziierten non-A, non-B-Hepatitis. Ungefähr die Hälfte aller Infektionen führen zu einer chronischen Form der Lebererkrankung mit verschiedenen klinischen Manifestationen von einem asymptomatischen Trägerstatus bis hin zu chronisch aktiver Hepatitis, Leberzirrhose und Leberzellkarzinom.

Das Hepatitis C Virus wird hauptsächlich über die parenterale Route oder durch die Verwendung von kontaminierten Blutprodukten (vor 1991) übertragen. Durch die Durchführung von diagnostischen Tests auf HCV kontaminierte Blutprodukte konnte die Häufigkeit von neuen HCV-Infektionen in den letzten Jahren drastisch gesenkt werden. HCV ist trotzdem weiterhin ein ernstes medizinisches Problem, da über 170 Millionen Menschen dauerhaft mit diesem Virus infiziert sind und ein hohes Risiko für schwere chronische Lebererkrankung wie Leberzirrhose und
Leberzellkarzinom haben.

Wie bei vielen anderen Positivstrang-RNA Viren sind im viralen Lebenszyklus von Hepatitis C während der Assemblierung der viralen Viruspartikel neben den Strukturproteinen auch die Nichtstrukturproteine (NS) sowie verschiedene zelluläre Komponenten involviert. Die Nichtstrukturproteine sind auch essentiell am Prozess der Reifung von viralen Replikationskomplexen beteiligt. Dieser Prozess muss exakt gesteuert werden, um einen funktionellen Zusammenbau viraler Replikationskomplexe zu gewährleisten. Bei diesem Vorgang spielt die zeitliche Regulierung der viralen Polyprotein-Prozessierung oft eine entscheidende Rolle. Die große Bedeutung dieser Regulation ist besonders gut an der zwingenden Notwendigkeit einer effizienten NS2-NS3-Spaltung für eine erfolgreiche HCV Genomreplikation zu beobachten.

Die genauere Charakterisierung der molekularen Mechanismen dieser NS2-NS3 Spaltungsregulation waren Gegenstand der Arbeit von Forschern um Prof. Norbert Tautz (Institut für Virologie und Zellbiologie der Universität zu Lübeck) aus Lübeck, Heidelberg und New Heaven, USA. In dieser Studie wurden neue detaillierte Erkenntnisse darüber gewonnen, wie die Regulation der NS2-NS3 Spaltung auf molekularer Ebene stattfindet und warum eine vollständige Spaltung eine zwingende Voraussetzung für den viralen Lebenszyklus von HCV ist. Sie berichten über ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe von PLoS Pathogens.

„Wir zeigen in dieser Arbeit, dass drei konservierte Aminosäuren eines hydrophoben NS3-Oberflächenareals eine wichtige Schalterfunktion im viralen Lebenszyklus besitzen“, sagt Prof. Tautz. „Auf der einen Seite sind diese Aminosäuren wichtig für die Aktivierung der NS2 Protease durch NS3, welche zur effizienten NS2-NS3-Spaltung führt. Gleichzeitig ist eine dieser drei Aminosäuren ein kritischer Faktor für die HCV-Genomreplikation, wie eine detaillierte Charakterisierung der beteiligten NS3 Oberflächenreste bezüglich ihrer Rolle in der viralen RNA Replikation zeigte.“

Überraschenderweise ergaben weitere Experimente, dass die NS2-NS3-Spaltung eine zwingende Voraussetzung für die NS5A Hyperphosphorylierung. Diese NS5A Hyperphosphorylierung ist ein Hinweis auf den erfolgreichen Zusammenbau der viralen Replikationskomplexe.

„Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass im Zuge des schrittweisen Aufbaues von funktionellen viralen Replikationskomplexen eine geordnete Kaskade von molekularen Ereignissen stattfinden muss“, erläutert der Lübecker Virologe. „In ungespaltenem NS2-NS3 fördert das hydrophobe NS3 Oberflächenareal die NS2 Protease Stimulation und damit die NS2-NS3-Spaltung. Nach erfolgreicher NS2-NS3-Spaltung wird dieser NS3 Oberflächenbereich für den nächsten Schritt, dem Zusammenbau der funktionellen Replikase zugänglich. Im Zuge dieser Assemblierung kann das nun freigesetzte NS3 Oberflächeareal durch Protein-Protein Interaktionen, die derzeit in unserer Gruppe genauer untersucht werden, die NS5A Hyperphosphorylierung und damit die Vermehrung des viralen RNA Genoms effektiv fördern.“

Titel der Publikation:
„A Conserved NS3 Surface Patch Orchestrates NS2 Protease Stimulation, NS5AHyperphosphorylation and HCV Genome Replication.“ PLoS Pathogens 10.1371/journal.ppat.1004736
Olaf Isken¹, Ulrike Langerwisch¹, Vlastimil Jirasko², Dirk Rehders³, Lars Redecke³, Harish Ramanathan⁴, Brett D. Lindenbach⁴, Ralf Bartenschlager², Norbert Tautz¹
1 Institute of Virology and Cell Biology, University of Lübeck, Germany,
2 Department of Molecular Virology, University of Heidelberg, Heidelberg, Germany,
3 Joint Laboratory for Structural Biology of Infection and Inflammation of the University of Hamburg and the University of Lübeck, DESY, Hamburg, Germany,
4 Department of Microbial Pathogenesis, Yale University, New Haven, Connecticut, United States of America.

Die Arbeit wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, TA 218 2-1) und Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF, Grants 01KX0806 und 01KX0807) gefördert.

Newspol