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

Technischer Hintergrund

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 Gesundheitsproblemen verbunden, darunter Diabetes, Adipositas, Lebererkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Technischer Hintergrund

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 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.

Technik und Auswirkungen

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 von Dr. Cobbold, 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 von NoPro-Clipping: 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-Tags nehmen zu, während Glykogen abgebaut wird Eines der wichtigsten Erkenntnisse der Studie: Forscher nutzten NoPro-Clipping, um darzustellen, wie Ubiquitin während Fütterungs- und Fastenphasen an Glykogen in der Leber von Mäusen bindet.

Technik, Energie und Einsatz

Wenn Mäuse in einen Fastenzustand übergingen und Energie benötigten, sanken die Glykogenspiegel. Gleichzeitig stiegen die Ubiquitin-"Tags" an, während das Glykogen abgebaut wurde, was darauf hindeutet, dass die Ubiquitinierung von Zucker den Glykogenabbau reguliert.

Die Ergebnisse identifizieren Ubiquitin als einen bisher unbekannten Bestandteil des Glykoffenstoffswechsels und fügen einer biochemischen Prozessschicht hinzu, die lange als abgeschlossene Wissenschaft galt. Ein potenzieller neuer Ansatz zur Bekämpfung zuckergetriebener Erkrankungen.

Die Forscher stellten fest, dass die Veränderung von Ubiquitin-Tags an Zucker scheinbar beeinflusst, wie und wann Glykogen freigesetzt wird. Sie zeigten zudem, dass eine Erhöhung der Ubiquitinierung von Glykogen die Glykogenspiegel innerhalb der Zellen senkte.

Technik und Auswirkungen

Falls die Ergebnisse zukünftig in Tier- und Humanstudien repliziert werden können, könnte diese Entdeckung völlig neue Behandlungsansätze für Erkrankungen ermöglichen. Erste Gespräche mit Investoren laufen bereits. Referenz: "Ubiquitination of glycogen and metabolites in cells and tissues" von Marco Jochem, Simon A. Cobbold, Craig A.

Goodman, Catharina Kueng, Anthony Cerra, Laura F. Fielden, Man Lyang Kim, Philipp Schenk, Ria Agarwal, Xiangyi S. Wang, Simon R. Scutts, Michael Pandos, Lin Tang, Thomas Hermanns, Shane M. Devine, Martin Brzozowski, Yuri Shibata, Niall D. Geoghegan, Catriona A. McLean, Bernhard C. Lechtenberg, Kay Hofmann, Paul Gregorevic und David Komander, 22.

April 2026, Nature. DOI: 10.1038/s41586-026-10548-x Die Forschung wird vom National Health and Medical Research Council (NHMRC), den National Institutes of Health (NIH) und der Regierung von Victoria unterstützt.