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.

Daten zur Genexpression und Vererbung

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

Nach einer Pressemeldung des Helmholtz Zentrum München (HZM)