Suche

zur Hauptseite

Navigation und Service


Umwelt trifft auf Genetik: Neue Erkenntnisse über die Parkinson-Krankheit

Jülich, 23. Dezember 2016 – Die Ursachen der Parkinson-Krankheit sind seit Jahrzehnten der Gegenstand intensiver Forschungen. Ein deutsch-argentinisches Team von Wissenschaftlern mit Jülicher Beteiligung fand nun heraus, dass ein Zusammenspiel von genetischen Faktoren und bestimmten Metallen dabei eine wichtige Rolle spielen könnte. Sie entdeckten, dass die Wechselwirkung mit Kupfer das Verhalten eines bestimmten Proteins entscheidend verändert. Die Ergebnisse der Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), eröffnet völlig neue Perspektiven für therapeutische Ansätze.

Parkinson betrifft viele Millionen Menschen weltweit. Die Krankheit ist bekannt für ihre typischen motorischen Symptome wie Tremor, Muskelstarre, verlangsamte Bewegungen. Doch sie ist auch gekennzeichnet durch eine Vielzahl an nicht-motorischen Problemen, die hochgradig beeinträchtigend sein können.

Bisher verfügbare Therapien behandeln nur Symptome, über die eigentlichen Ursachen der Erkrankung ist nur wenig bekannt. Sie tritt sehr häufig spontan auf, grundsätzlich steigt das Risiko mit zunehmendem Alter. Nur bei einem kleinen Anteil der Erkrankten, etwa fünf bis zehn Prozent, wird von einer genetischen Veranlagung ausgegangen. Umweltfaktoren, wie etwa Pestizide oder Metalle, stehen im Verdacht, das Erkrankungsrisiko zu erhöhen.

Kann ein einzelnes Protein zu einem besseren Verständnis von Parkinson beitragen?

Wissenschaftler, die das Gehirn von Betroffenen untersuchten, fanden eine Anhäufung von „Proteinklumpen“ von Alpha-Synuklein. Das kleine, lösliche Eiweiß tritt im Gehirn von Wirbeltieren auf und wurde zum ersten Mal vor 20 Jahren mit Parkinson in Verbindung gebracht. Es ist noch immer Gegenstand wissenschaftlicher Forschung.
Eine gemeinsame Studie der Universitätsmedizin Göttingen, des Max-Planck-Instituts für Biophysikalische Chemie, des IIDEFAR Instituts im argentinischen Rosario und des Forschungszentrums Jülich konnte neue Einsichten in die Funktionsweise von Alpha-Synuklein gewinnen: Die Wissenschaftler fanden Wechselwirkungen mit Umweltfaktoren, die zu einer Verklumpung der Proteine beitragen.

Die Göttinger Forscher fanden heraus, dass das Zusammenspiel von Kupferionen und einer besonderen Form von Alpha-Synuklein, genannt H50Q, die Wahrscheinlichkeit für die Verklumpung des Proteins beeinflusst. Kupfer ist ein Metall, das mit Neurodegeneration – dem fortschreitenden Verlust von Nervenzellen – in Verbindung gebracht wird. H50Q ist eine krankheitserzeugende Mutation, die bei einigen Patienten gefunden wurde. Wie die beiden Faktoren zusammenwirken, konnten nun Prof. Paolo Carloni und seine Kollegen Jun.-Prof. Giulia Rossetti und Enrique Abad mithilfe der Kombination von strukturellen Daten und Simulationen auf Jülicher Superrechnern zeigen.

Mehr als zehn Millionen Kernstunden an Jülicher Supercomputern

"Es ist sehr wichtig, quanten- und molekularmechanische Simulationstechniken miteinander zu verbinden", erklärt Giulia Rossetti. "Mit ihnen lassen sich komplexe Wechselwirkungen und spektroskopische Eigenschaften von bestimmten Proteinen und Metallionen vorhersagen." Der Zugang zur Supercomputing-Infrastruktur des Forschungszentrums war ein entscheidender Vorteil, so Paolo Carloni: "Unsere Simulationen von an Alpha-Synuklein gebundenen Kupferionen benötigten mehr als zehn Millionen Kernstunden."

Originalpublikation:

Villar-Piqué A., Lopes da Fonseca T., Sant’Anna R., Szegö E.M., Fon-seca-Ornelas L., Pinho R., Carija A., Gerhardt E., Masaracchia C., Abad Gonzalez E., Rossetti G., Carloni P., Fernández C.O., Foguel D., Milosevic I., Zweckstetter M., Ventura S., Outeiro T.F.: Environmental and genetic factors support the dissociation between α-synuclein aggregation and toxicity. PNAS (2016), 113(42): E6506-6515.

Weitere Informationen:

Institute for Advanced Simulations, Bereich Computational Biomedicine (IAS-5 / INM-9)

Pressemitteilung der Universitätsmedizin Göttingen: "Parkinson, Genetik und Umweltgifte"

Ansprechpartner:

Jun.-Prof. Giulia Rossetti
Institute for Advanced Simulations
Bereich Computational Biomedicine (IAS-5/INM-9)
Tel.: 02461 61-8933
E-Mail: g.rossetti@fz-juelich.de

Prof. Paolo Carloni
Institute for Advanced Simulations
Bereich Computational Biomedicine (IAS-5/INM-9)
Tel.: 02461 61-8942
E-Mail: p.carloni@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Dr. Regine Panknin
Unternehmenskommunikation
Tel.: 02461 61-9054
E-Mail: r.panknin@fz-juelich.de

Erhard Zeiss
Unternehmenskommunikation
Tel.: 02461 61-1841
E-Mail: e.zeiss@fz-juelich.de


Servicemenü

Homepage