Genetisches Risiko für Stoffwechselerkrankungen beeinflusst die DNA-Faltung und steht in Zusammenhang mit Krebs

Ein Forschungsteam rund um Angelika Lahnsteiner aus der Arbeitsgruppe Cancer (Epi-) Genetics, geleitet von Angela Risch, gemeinsam mit Victoria Ellmer, Julia Huber, Esther Schönauer und Markus Wiederstein vom Fachbereich Biowissenschaften und Medizinische Biologie an der Universität Salzburg,  sowie Matej Lexa von der Masaryk-Universität Brünn (Tschechien) konnten zeigen, dass genetische Risikovarianten für Stoffwechselerkrankungen die dreidimensionale Struktur der DNA beeinflussen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in einer führenden Open-Access-Fachzeitschrift „Genome Biology“ veröffentlicht.

Stoffwechselerkrankungen und Adipositas nehmen weltweit zu und stellen eine große Belastung für Betroffene und das Gesundheitssystem dar. Gleichzeitig erhöhen sie das Risiko für verschiedene Krebsarten. Bereits seit vielen Jahren ist bekannt, dass bestimmte genetische Varianten das Risiko für Stoffwechselerkrankungen erhöhen können. Die aktuelle Studie zeigt nun, dass diese krankheitsassoziierten Varianten gehäuft in DNA-Bereichen auftreten, die sogenannte G-Quadruplex-Strukturen bilden – spezielle DNA-Faltungen, die eine wichtige Rolle bei der Regulation von Genen spielen.

Die Forschenden konnten nachweisen, dass die genetischen Veränderungen die Ausbildung dieser Strukturen beeinflussen und die Faltung häufig destabilisieren, was zu feinen Veränderungen der Genaktivität führt. Dabei sind zwei Gene, welche auch durch ihre wichtigen Funktionen in Stoffwechselprozessen und der Immunabwehr bekannt sind, entdeckt worden. Änderungen in deren Genexpression wurde nun nicht nur in den Stoffwechselerkrankungen gezeigt, sondern auch in bestimmten Krebsarten wie Leber-, Pancreas- oder Lungenkrebs, die auch mit einem schlechteren Verlauf einhergehen. Die Veränderungen in der DNA-Faltung schalten die Genexpression nicht vollständig an oder aus, können jedoch ein langfristiges Ungleichgewicht erzeugen, das die Krebsentstehung begünstigt.

Die Studie liefert damit neue Einblicke in die molekularen Mechanismen, die Stoffwechselerkrankungen und Krebs miteinander verbinden, und zeigt, wie genetische Risikovarianten bereits auf Ebene der DNA-Struktur biologische Prozesse beeinflussen können.

Die Publikation ist zugleich ein gelungenes Beispiel für die Bedeutung von Forschungsförderung in frühen Karrierephasen. Das Projekt wurde durch einen PLUS Early Career Grant für Angelika Lahnsteiner ermöglicht. Dadurch konnte unter anderem die Stelle als Studienassistentin der Co-Autorin Victoria Ellmer finanziert werden, die inzwischen als Doktorandin am CeMM in Wien tätig ist.

Ein besonderer Dank gilt der Universität Salzburg, dem Publikationsfonds der Universitätsbibliothek sowie dem Fachbereich für Biowissenschaften und Medizinische Biologie für die Unterstützung dieses Projekts.

Den Fachartikel finden Sie online auf  Springer Nature Link.

KONTAKT:

Dr.ⁱⁿ Angelika Lahnsteiner | Ap. Professor | Department of Biosciences and Medical Biology | Cancer (Epi-)genetics Lab
Adresse: Hellbrunner Straße 34 | 5020 Salzburg | Austria
Tel.: +43 662 8044-7223