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Genetische Ursachen für Mitochondrienerkrankungen

Die Verstoffwechslung verschiedenster Substanzen im Körper geschieht in speziellen Organellen, so genannten Mitochondrien. EU-Forscher untersuchten genetische Faktoren, durch die es zu mitochondrialen Fehlfunktionen kommt.
Genetische Ursachen für Mitochondrienerkrankungen
Mitochondrien erzeugen als Kraftwerke der Zelle den größten Teil der Energie, die diese benötigt. Diese Organellen haben ihre eigene DNA, um die für die Energieproduktion benötigten Enzyme zu kodieren. Obwohl die DNA im Zellkern jedoch auch an der Biogenese von Mitochondrien beteiligt ist, ist die genaue Rolle jedes Genoms noch weitgehend unbekannt.

Kenntnisse zur komplexen Natur der mitochondrialen Biogenese könnten wichtige mechanistische Informationen zu mitochondrialen Stoffwechselerkrankungen liefern. Statistisch gesehen erkrankt 1 von 5.000 Menschen an dieser Multisystemerkrankung, die für die meisten Betroffenen tödlich endet.

In diesem Sinne sollte das EU-finanzierte Projekt BIOMIT (Biogenesis of the mitochondrial respiratory chain in children with severe multiorgan disorders) die wichtigsten an der Mitochondrienbiogenese beteiligten Gene identifizieren. Hierzu sequenzierten die Forscher kodierende Genregionen in einer Kohorte finnischer Patienten mit Atmungskettendefekten. Mittels Exomsequenzierung konnten drei weitere hochwahrscheinliche Kandidatengene identifiziert werden, darunter das Gen MTFMT, dessen Mutationen die Synthese des MTFMT-Enzyms (mitochondriale Methionyl-tRNA-Formyl-Transferase) beeinträchtigen. Da Mangel oder Überexpression dieses Proteinsyntheseinitiators mitochondriale Atmungskettendefekte auslösen, ist für die physiologische Funktion offenbar eine ordnungsgemäße Regulierung von MTFMT entscheidend. Weitere Forschungen legten nahe, dass MTFMT eher für die Assemblierung der mitochondrialen Atmungskette wichtig ist als für die Einleitung der Proteinsynthese.

Die Ergebnisse der Studie geben umfassend Einblick in die Mechanismen der mitochondrialen Biogenese. Vor allem zeigte BIOMIT damit neue Zielstrukturen für die Genanalyse bei mitochondrialen Atmungskettendefekten auf, auf deren Basis dann eine genetische Beratung stattfinden kann.

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Schlüsselwörter

Mitochondrien, Biogenese, Genom, Stoffwechselerkrankungen, mitochondriale Atmungskettendefekte, MTFMT-Gen, genetische Beratung
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