Mitochondrien unter Verdacht
Erbgut in den Zellkraftwerken beeinflusst Diabetesrisiko
Wissenschaftler haben bei der Suche nach Risikofaktoren für Diabetes einen neuen Verdächtigen identifiziert: Veränderungen im Erbgut der Mitochondrien, der Kraftwerke der Körperzellen, können zumindest bei Ratten den Zuckerstoffwechsel beeinträchtigen und so die Gefahr für Diabetes vom Typ 2 erhöhen. Bisher waren neben der Ernährung und dem Lebensstil lediglich die Gene im Zellkern als Risikofaktoren für die Krankheit in Betracht gezogen worden. Da die Mitochondrien jedoch eine Schlüsselrolle im Energiehaushalt und bei der Zuckerverwertung im Körper spielen, sei ein Einfluss ihres Erbguts auf Krankheiten wie Diabetes plausibel, schreiben die Genforscher.
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Neben dem Zellkern, der den Hauptteil der genetischen Information beherbergt, sind die einzigen Zellbestandteile mit eigenem Erbgut die Mitochondrien – kleine bakterienähnliche Einheiten innerhalb von Körperzellen, in denen Nährstoffe in Energie umgesetzt werden. Sie werden ausschließlich über die Mutter weitergegeben, während die Gene im Zellkern je zur Hälfte von Mutter und Vater stammen.
Um den Einfluss der beiden Erbgutvarianten getrennt voneinander untersuchen zu können, benutzten Michal Pravenec und sein japanisch-tschechisches Team einen Trick: Sie verglichen Ratten miteinander, deren genetische Ausstattung im Zellkern zwar praktisch identisch war, die jedoch unterschiedliches Erbgut in den Mitochondrien besaßen. Dabei stießen die Wissenschaftler auf ausgeprägte Unterschiede zwischen den Tieren – vor allem in Bezug auf den Energiestoffwechsel und die Energiespeicherung. So zeigte eine Gruppe von Ratten beispielsweise eine gestörte Glukoseverwertung, eine verminderte Produktion des Zuckerspeichermoleküls Glykogen in den Muskeln, eine unterdurchschnittliche Energieproduktion und eine geringere Aktivität eines Schlüsselenzyms für die Umsetzung von Zucker in Energie. All diese Kennzeichen sind typische Anzeichen für Diabetes, erklären die Forscher.
Bei einer anschließenden Analyse des mitochondrialen Erbguts konnten die Wissenschaftler zudem einige der Veränderungen identifizieren: Sie betrafen Gene, die den Bauplan für Schlüsselproteine der Energieerzeugung enthalten. Damit sei es erstmals gelungen, eine direkte Verbindung zwischen der genetischen Ausstattung der Zellkraftwerke und einer derart häufigen Krankheit wie Diabetes nachzuweisen, erklärt Studienleiter Pravenec. Er schätzt, dass solche Veränderungen in mehr als zwanzig Prozent der Fälle von Diabetes vom Typ 2 eine Rolle spielen könnten.
Michal Pravenec (Akademie der Wissenschaften der Tschechischen Republik, Prag) et al.: Genome Research, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1101/gr.6548207
ddp/wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel
