Funktionelle Genetik

Neben den Genen beeinflussen auch chemische Veränderungen an den Genen (epigenetische Veränderungen) die Entwicklung einer Adipositas. Die Epigenetik steht in der Forschung dieser Nachwuchsgruppe im Mittelpunkt.

Funtionelle Genetik - Epigenetik
(Grafik: flickr.com)
Team NWG Funktionelle Genetik
Das Team der Forschungsgruppe "Funktionelle Genetik" (Foto: IFB Adipositas)

Adipositas ist eine der größten Herausforderungen an das Gesundheitssystem. Obwohl genom-weite Assoziationsstudien (GWAS) sehr erfolgreich waren, neue Genvarianten zu entdecken, welche die Fettverteilung (Heid IM et al.) und Adipositas (Speliotes EK et al.) beeinflussen, kann nur ein kleiner Teil der gesamten Erblichkeit erklärt werden. Vor allem die bauchbetonte (viszerale) Adipositas bedeutet ein stark erhöhtes Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie Typ-2-Diabetes, Fettstoffwechselstörungen oder Bluthochdruck.

Kürzlich konnten Wissenschaftler zeigen, dass auch nicht-genetische Faktoren wie epigenetische Veränderungen an der Entwicklung einer Adipositas beteiligt sein könnten und einen Link zu deren Begleiterkrankungen darstellen könnten (Lavebratt C et al.; Pirola L et al.) 

Die Epigenetik selbst erforscht, wie durch nicht-genetische, zumeist chemische Modifikationen an der DNA (Umwelteinflüsse) die Aktivität von Genen verändert werden kann und ob bestimmte Festlegungen möglicherweise an die Nachkommen vererbt werden. Eine Form der Modifikation ist die DNA-Methylierung, welche zur An- oder Abschaltung von Genen führen kann.

Verschiedene Studien haben erwiesen, dass ein Gewichtsverlust (Barres R et al.) oder sportliche Aktivität (Rönn T et al.) den Grad der Methylierung in Skelettmuskeln und Fettgewebe signifikant verändern.

Wissenschaftliche Schwerpunkte der Nachwuchsforschungsgruppe

  • Untersuchung des epigenetischen Hintergrunds, welcher zur fettdepot-spezifischen Variabilität zwischen viszerale Fettdepots (vis) und Unterhautfettgewebe (sc) führt, und den Zusammenhang von Methylierungsmustern mit der individuellen Fettverteilung
  • Untersuchung des genetischen Einflusses auf das Essverhalten und
  • möglicher Elterneffekte bei der Adipositas

Die Gruppe kollaboriert eng mit Prof. Matthias Blüher, der die bundesweit einmalige Fettgewebebank in Leipzig aufgebaut hat, und mit Prof. Peter Kovacs, der die Forschung zur Genetik des Typ-2-Diabetes und der Adipositas leitet.

Die Nachwuchsforschungsgruppe etablierte einen epigenetischen Forschungszweig am IFB AdipositasErkrankungen. Sie nutzt sowohl genomweite Ansätze in gepaarten Proben aus viszeralem und subkutanem Fettgewebe als auch Kandidaten-Gen-Analysen, um den Zusammenhang von Umwelt und genetischen Faktoren auf die starke Zunahme der Adipositas und auf die individuelle Fettverteilung besser zu verstehen.

Weitere Informationen zur Forschung dieser Nachwuchsgruppe bietet ihre Webseite. Mitglieder der Forschungsruppe (siehe Foto oben von li. nach re.) Kerstin Rohde (PhD Studentin, Ernährungswissenschaft), Ines Müller (Technische Assistenz), Maria Keller (PhD Studentin, Ernährungswissenschaft), Xuanshi Shirley Liu (PhD Studentin, Bioinformatik), Matthias Klös (Master-Student, Ernährungswissenschaft) und Dr. Yvonne Böttcher (Biologin), die die Nachwuchsforschungsgruppe leitet.

Laufzeit: 2011 - 2015

Dr. rer. nat. Yvonne Böttcher

Leitung Nachwuchsgruppe "Funktionelle Genetik der Adipositas"
Mitglied: Nachwuchskommission
Projektleitung

+49 341 97-15377

yvonne [dot] boettcher [at] medizin [dot] uni-leipzig [dot] de

Quellen:
Speliotes EK et al.: Association analyses of 249,796 individuals reveal 18 new loci associated with body mass index. Nat Genet. 2010; 42:937-948
Heid IM, et al.: Meta-analysis identifies 13 new loci associated with waist-hip ratio and reveals sexual dimorphism in the genetic basis of fat distribution. Nat Genet. 2010; 42:949-960
Manolio TA, et al.: Finding the missing heritability of complex diseases. Nature 2009; 461:747-753
Lavebratt C, Almgren M, Ekstrom TJ: Epigenetic regulation in obesity. Int.J.Obes.(Lond). 2012; 36:757-765
Pirola L, Balcerczyk  A, Okabe  J, El Osta A: Epigenetic phenomena linked to diabetic complications. Nat.Rev.Endocrinol. 2010; 6:665-675
Barres R, Kirchner H, Rasmussen M, Yan J, Kantor FR, Krook A, Naslund E, Zierath JR: Weight loss after gastric bypass surgery in human obesity remodels promoter methylation. Cell Rep. 2013; 3:1020-1027
Rönn T, et al.: A six months exercise intervention influences the genome-wide DNA methylation pattern in human adipose tissue. PLoS Genet. 2013; 9:e1003572