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GEN-AU: Innsbruck erfolgreich

Die Medizinische Universität Innsbruck war auch in der dritten Ausschreibungsrunde des höchstdotierten thematischen Forschungsprogramms in Österreich, des Genomforschungsprogramms GEN-AU, erfolgreich. Gleich zwei Projekte werden von Wissenschaftlern des Biozentrums Innsbruck koordiniert: Prof. Lukas Huber und Prof. Alexander Hüttenhofer. Prof. Florian Kronenberg von der Sektion für Genetische Epidemiologie ist an einem weiteren Projekt beteiligt.

Das vom Rat für Forschung und Technologieentwicklung 2001 initiierte österreichische Genomforschungsprogramm GEN-AU geht in die dritte Runde. Wie schon in den ersten beiden Förderperioden wird auch in den kommenden drei Jahren die von Prof. Lukas Huber vom Biozentrum Innsbruck koordinierte Österreichische Proteomics Plattform unterstützt und mit 1,35 Millionen Euro gefördert. Ebenfalls vom Biozentrum Innsbruck aus koordiniert wird das RNomics-Verbundprojekt zur weiteren Erforschung nicht-protein-kodierenden RNAs, die als Regulatoren in der Genexpression fungieren und eine wichtige Rolle bei Krankheiten spielen. Dieses Projekt wird von Prof. Alexander Hüttenhofer vom Innsbrucker Biozentrum geleitet (Co-Koordinator: Doz. Norbert Polacek), besteht aus zehn Arbeitsgruppen von sechs österreichischen Universitäten und wird mit einer Gesamtsumme von 2,6 Millionen Euro gefördert. In einem weiteren, von der Universität Graz koordinierten Projekt wird die Genomik von Fettstoffwechselstörungen untersucht. Als eine von 13 Arbeitsgruppen aus sechs österreichischen Universitäten ist das Team um Prof. Florian Kronenberg von der Sektion für Genetische Epidemiologie an diesem Verbundprojekt beteiligt, das ebenfalls bereits zum dritten Mal in Rahmen von GEN-AU gefördert wird.

Die Österreichische Proteomics Plattform

Im Gegensatz zum Genom, das in jeder Zelle eines Organismus dieselbe Information trägt, ist das Proteom andauernden dynamischen Veränderungen unterworfen. Es reflektiert daher den physiologischen oder pathologischen Zustand einer Zelle, eines Gewebes oder eines gesamten Organismus zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt unter ganz bestimmten Bedingungen. Durch Proteomuntersuchungen unter exakt definierten Bedingungen erhoffen sich die Grundlagenforscher, metabolische Netzwerke, Netzwerke der Signaltransduktion und physiologische als auch pathologische Zustände besser verstehen zu lernen. Proteomforschung entwickelt sich von einer rein deskriptiven Wissenschaft hin zur quantitativen Erfassung und Interpretation biologischer Systeme. Aus diesem Grund haben sich Forscher der Innsbrucker Universitäten, des Instituts für Molekulare Pathologie (IMP) und des Forschungszentrums für Molekulare Medizin (CeMM) zu einem Netzwerk zusammengeschlossen. Die Österreichische Proteomics Plattform (APP) fokussiert sich in der dritten Förderungsrunde auf bestimmte biologische oder technische Probleme, wie zum Beispiel die effiziente qualitative und quantitative Analyse verschiedener Proteome, Protein Wechselwirkungen und Interaktion mit chemischen Substanzen (z.B. Medikamente), die routinemäßige Erfassung so genannter post-translationaler Modifikationen in Proteinen und eine effiziente und standardisierte Erfassung, Archivierung, Austausch und Integration dieser Daten.

Die Österreichische RNomics Plattform

Im Bereich der Naturwissenschaften war einer der größten Erfolge in jüngster Zeit die Entschlüsselung des menschlichen Genoms. Jedoch stellt die Entschlüsselung der Genomsequenz nur den ersten Schritt dar; die Frage wie Gene eines Genoms exprimiert werden und wie diese Expression kontrolliert wird, ist die eigentliche Herausforderung für die nächsten Jahrzehnte. In jüngster Vergangenheit hat sich gezeigt, dass die Klasse der nicht-kodierenden RNAs (ncRNAs), die nicht in Proteine übersetzt werden sondern auf der Ebene der RNA selbst wirken, eine herausragende Rolle bei der Regulation der Genexpression spielt. Im Besonderen wurde gezeigt, dass die so genannten microRNAs als genetische Schalterelemente wirken. Die Schätzungen, wie viele solche ncRNAs es im menschlichen Genom gibt, liegen zwischen 1.000 und 400.000. Das Verbundprojekt will nun klären, wie viele ncRNAs es in Modellorganismen tatsächlich gibt und welche Funktion sie ausüben. Die Entschlüsselung der Funktion wird eine wichtige Rolle für das Verständnis spielen, wie die genetische Information eines Genoms zeitlich und räumlich so übersetzt wird, dass dabei ein fertiger Organismus entsteht. Zudem wird die Identifizierung der Funktion dieser ncRNAs letztendlich dazu beitragen, die Ursachen bestimmter menschlicher Krankheiten zu verstehen und zu behandeln.

Die Genomik von Fettstoffwechsel-assoziierten Erkrankungen

Lipide sind grundlegende Bausteine aller Lebewesen. Sie bilden die Basis von Biomembranen, formen die Permeabilitätsschranke der Haut, dienen als wichtige Energiesubstrate and agieren als Hormone und biologische Signalmoleküle in zahlreichen zellulären Prozessen, wie zum Beispiel bei der Regulation der Gentranskription oder des Zellwachstums. Um eine permanente Verfügbarkeit von Lipiden auch bei unterschiedlichem Nahrungsangebot zu gewährleisten, haben beinahe alle Lebewesen effiziente Mechanismen der Fettspeicherung entwickelt. Sie akkumulieren Lipid Droplets (LD) in dafür spezialisierten Zellen. Bei Wirbeltieren ist das Fettgewebe der bei weitem wichtigste Fettspeicher, obwohl eine geringe Menge an LD auch in den meisten anderen Geweben eingelagert werden kann. Durch ein komplexes funktionelles Netzwerk vieler unterschiedlicher Enzyme, Strukturproteine und regulatorischer Proteine wird ein fein abgestimmtes Lipid- und Energiegleichgewicht gewährleistet. Störungen bzw. Fehlfunktionen dieser Prozesse lösen sehr weit verbreitete, so genannte „metabolische Erkrankungen“ wie Fettleibigkeit, Atherosklerose oder Typ-2 Diabetes aus. Die Forscher des GOLD-Projekts wollen jene Gene, Genprodukte und Metabolite identifizieren, die für die Bildung, die strukturelle Integrität und den Abbau von Lipid Droplets verantwortlich sind. In epidemiologischen Studien wird die medizinische Relevanz der Ergebnisse überprüft.