Wissenschaftler haben Biologie neu geschrieben: Verborgener Mechanismus könnte Diabetes-Therapie revolutionieren

WEHI-Wissenschaftler haben entdeckt, dass Glykogen direkt durch Ubiquitin reguliert werden kann, ein Protein, das vor allem dafür bekannt ist, beschädigte Proteine zum Recycling oder zur Entfernung zu markieren. Die Studie stellt den ersten Nachweis dar, dass Ubiquitin Glykogen beim Menschen regulieren kann, und widerlegt damit mehr als 50 Jahre etabliertes wissenschaftliches Verständnis.

Mit einer neu entwickelten Technik hat das Team einen Signalweg entdeckt, der zu zukünftigen Therapien für Erkrankungen führen könnte, die durch eine abnorme Glykogenspeicherung verursacht werden, einschließlich Lebererkrankungen, Herzerkrankungen und seltener Glykogenspeicherkrankheiten. Nach dem Verzehr Körper überschüssige Mengen in Glykogen um, das hauptsächlich in Leber und Muskeln gespeichert wird.

Wissenschaftler untersuchen den Glykogenstoffwechsel seit Generationen, und der Prozess galt lange als vollständig verstanden.

Professor David Komander, Co-Autor der Studie

Professor David Komander, Co-Autor der Studie und Leiter der Abteilung für Ubiquitin-Signalgebung am WEHI, sagte, die Ergebnisse würden das aktuelle biologische Wissen grundlegend erweitern. „Es ist sehr wahrscheinlich, dass aufgrund unserer Erkenntnisse Biologie-Lehrbücher angepasst werden müssen," so Prof.

Komander, der ebenfalls Leiter der Abteilung für Ubiquitin-Signalgebung am WEHI ist. „Wir haben einen zweiten Signalweg entdeckt, über den Glykogen direkt reguliert werden kann – wahrscheinlich bedarfsgesteuert." Dies ist ein aufregender Durchbruch für Menschen, die an durch übermäßige Glykogenspeicherung verursachten Erkrankungen leiden.

Übermäßige Glykogenspeicherung steht im Zusammenhang mit seltenen und häufigen Erkrankungen. Glykogenspeicherkrankheiten (GSD) sind seltene Erbkrankheiten, die den Körper daran hindern, Glykogen ordnungsgemäß zu produzieren oder abzubauen. Viele dieser Erkrankungen haben noch immer keine Behandlungsoptionen.

Übermäßige Glykogenspeicherung ist zudem mit häufigeren

Übermäßige Glykogenspeicherung ist zudem mit häufigeren Gesundheitsproblemen verbunden, darunter Diabetes, Adipositas, Lebererkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Diese Zustände werden durch Glykogenakkumulation verursacht, doch derzeitige Therapien können das Glykogenmolekül selbst nicht direkt adressieren. „Aufregende neue Medikamente – wie Ozempic – verändern die Art und Weise, wie wir den Blutzuckerspiegel managen, indem sie indirekt über hormonelle Regulation wirken", sagte Prof.

Komander. „Ohne die Möglichkeit, das Glykogen selbst zu regulieren, ist es schwierig, seine Akkumulation zu bekämpfen – die Ursache vieler Erkrankungen.

Genau deshalb ist unsere Studie so

Genau deshalb ist unsere Studie so aufregend." „Wir haben einen Weg gefunden, direkt zur Quelle vorzudringen." Ubiquitin ist weithin bekannt dafür, sich an Proteine anzulagern und so als Teil des körpereigenen Systems zur Identifizierung und Entfernung geschädigter Materialien zu fungieren. Glykogen ist jedoch ein Zucker und kein Protein.

Dennoch stellten die Forscher fest, dass Ubiquitin sich sowohl in Tiermodellen als auch in menschlichen Zellen ebenfalls an Zucker binden kann. Co-Autor Dr. Simon Cobbold betonte, dass diese Entdeckung eine bisher übersehene Funktion des Ubiquitins aufzeigt: „Ubiquitin ist wirklich ein unbekanter Held, der all diese Zeit still im Hintergrund gearbeitet hat und uns am Leben hält", so Dr. Cobbold.

Der Durchbruch gelang dank NoPro-clipping, einer fortschrittlichen Methode, die, Prof. Komander und dem ersten Autor Marco Jochem über vier Jahre entwickelt wurde. Dieses Verfahren ermöglicht es Forschern, Ubiquitin in weitaus größerem Detail zu untersuchen und erstmals nicht-proteine Ubiquitinierungsereignisse mittels Massenspektrometrie nachzuweisen.

NoPro-Clipping eröffnet neue Möglichkeiten „Ohne unsere

NoPro-Clipping eröffnet neue Möglichkeiten „Ohne unsere Werkzeuge und Methoden wäre dieser bemerkenswerte Prozess unsichtbar geblieben", sagte Dr.

Cobbold. „Das ist die Stärke: Es ermöglicht uns, eine Leinwand aus Molekülen zu untersuchen, die das Ubiquitin-Feld bis dato übersehen hat." Der Doktorand Marco Jochem betonte das breite Anwendungspotenzial der Technologie. „Nicht nur können wir damit ubiquitinisierten Glykogen nachweisen – wir können auch ubiquitinierte Metaboliten wie Glycerol und Spermin aufdecken, die wir erstmals in allen unseren Zellen entdeckt haben", sagte er. „Unsere Entdeckung schreibt die grundlegenden Regeln der Biologie und der Ubiquitin-Signalgebung um.

Und ich bin sicher, wir haben erst den Eisberggipfel erreicht." Ubiquitin-