Schattenblick →INFOPOOL →MEDIZIN → FAKTEN

MELDUNG/791: Nachrichten aus Forschung und Lehre vom 27.11.14 (idw)


Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilungen

→  WissenschafterInnen der Uni Graz blicken hinter die Kulissen des menschlichen Fettabbaus
→  US-Supercomputer "Titan" rechnet für HZDR-Krebsforschung



Karl-Franzens-Universität Graz - 26.11.2014

WissenschafterInnen der Uni Graz blicken hinter die Kulissen des menschlichen Fettabbaus

Eine ForscherInnengruppe rund um Assoz.-Prof. Dr. Monika Oberer vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz ist es gelungen, erste Einblicke in den hemmenden Mechanismus des Proteins G0S2 im Rahmen des Fettabbaus im menschlichen Körper zu gewinnen. Die Ergebnisse wurden vor Kurzem im renommierten "Journal of Biological Chemistry" veröffentlicht. Sie tragen dazu bei, neue Therapieansätze bei Störungen des Fettstoffwechsels zu entwickeln. Das Projekt ist Teil des universitären Schwerpunkts Molekulare Enzymologie und Physiologie und wird vom FWF, dem Österreichischen Fonds zur Förderung wissenschaftlicher Forschung, unterstützt.

Im Sommer bejammert, im Winter leicht kaschiert: die kleinen Fettdepots im menschlichen Körper. Besonders im Zeitalter von Adipositas ist die Erforschung des Fettdepot-Abbaus - Lipolyse genannt - von enormer Bedeutung. Bei diesem Prozess spielt das Protein ATGL, kurz für Adipose Triglyceride Lipase, eine wichtige Rolle und wird deshalb auch als Schlüsselenzym der Lipolyse bezeichnet.

Um einen geregelten Ablauf des Fettabbaus im menschlichen Körper sicherzustellen, gibt es zwei weitere Proteine: CGI-58 (Comparative Gene Identification 58) und G0S2 (G0/G1 Switch Gene 2) wirken einerseits aktivierend andererseits hemmend auf ATGL. Eine ForscherInnengruppe rund um Assoz.-Prof. Dr. Monika Oberer vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz ist es nun gelungen, erste Einblicke in den hemmenden Mechanismus des Proteins G0S2 an ATGL zu gewinnen. Die Ergebnisse wurden vor Kurzem im renommierten "Journal of Biological Chemistry" veröffentlicht. Sie tragen bei, die Regulation von ATGL durch G0S2 besser zu verstehen und neue Therapieansätze bei Störungen des Fettstoffwechsels zu entwickeln. Das Projekt ist Teil des universitären Schwerpunkts Molekulare Enzymologie und Physiologie und wird vom FWF - Fonds zur Förderung wissenschaftlicher Forschung unterstützt.

Oberer und ihrem Team gelang es, in zahlreichen Versuchen das Protein G0S2, welches insgesamt aus 103 Aminosäuren besteht, zu einem 33 Aminosäuren kleinen Reststück zu kürzen. In diesem Zustand weist es noch vollständige biologische Aktivität auf. "Bemerkenswert erschien uns, dass eine künstlich erzeugte Aminosäurekette (Peptid), welche die gleiche Sequenz an 33 Aminosäuren enthielt, genauso in der Lage war, das Enzym ATGL zu hemmen", erklärt Oberer. Zusätzliche kinetische Experimente zeigten, dass das künstliche Peptid nicht mit den Lipiden, die ATGL spalten, konkurriert. "Die Hemmung ist unabhängig von der Lipidkonzentration und erfolgt in einem physiologisch relevanten Konzentrationsbereich. Dies öffnet erste Wege zu neuen Therapieansätzen, da die Regulierung der ATGL durch das Peptid in physiologischen Konzentrationen möglich ist", führt die Forscherin aus.

In weiterführenden Forschungen soll nun versucht werden, das Peptid an ein zusätzliches Signal zu koppeln, um bestimmte Gewebe, wie beispielsweise die Fettdepots im Körper, gezielt anzusteuern und somit unerwünschte Reaktionen in anderen Gewebstypen zu vermeiden.

Publikation:
Ines K. Cerk, Barbara Salzburger, Andras Boeszoermenyi, Christoph Heier, Christoph Pillip, Matthias Romauch, Martina Schweiger, Irina Cornaciu, Achim Lass, Robert Zimmermann, Rudolf Zechner, Monika Oberer: A Peptide Derived from G0/G1 Switch Gene 2 Actis an Noncompetitive Inhibitor of Adipose Triglyceride Lipase. The Journal of Biological Chemistry, September 25, 2014"

Rückfragen:
Assoz.-Prof. Dr. Monika Oberer
Institut für Molekulare Biowissenschaften
Karl-Franzens-Universität Graz
E-Mail: m.oberer@uni-graz.at

Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25258314

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung stehen unter:
http://idw-online.de/de/institution35

Quelle: Karl-Franzens-Universität Graz, Mag. Gudrun Pichler, 26.11.2014

Raute

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf - 26.11.2014

US-Supercomputer "Titan" rechnet für HZDR-Krebsforschung

Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) werden ab 2015 den zweitschnellsten Computer der Welt für sich rechnen lassen. Das Dresdner Forschungsvorhaben ist eines von 56 Projekten, denen das US-Energieministerium Rechenzeit im INCITE-Programm gewährt hat. Die 3D-Simulation laserbeschleunigter Teilchen wird sogar als eines der sechs Highlights im kommenden Jahr geführt. Von den Berechnungen versprechen sich die HZDR-Wissenschaftler neue Erkenntnisse, die bei der Krebsbehandlung mit Protonen weiterhelfen könnten.

"Ich freue mich sehr über die Auswahl als eines der sechs 'Highlights' und finde, dass das die Arbeit des gesamten Teams würdigt", sagt Dr. Michael Bussmann, Nachwuchsgruppenleiter für Computergestützte Strahlenphysik am HZDR. Die Wissenschaftler werden somit als eines der wenigen ausländischen Teams den amerikanischen Supercomputer "Titan" nutzen. Der steht am Oak Ridge National Laboratory im US-Bundesstaat Tennessee und ist mit 18.688 Grafikkarten und ebenso vielen 16-Kern-Prozessoren der derzeit zweitschnellste Computer der Welt.

Durch seinen speziellen Aufbau, bei dem die Grafikkarten die Hauptlast tragen, eignet sich der Großrechner besonders gut für viele parallel ablaufende Berechnungen, wie sie die Dresdner Wissenschaftler durchführen wollen. "Titan ist einer der ganz wenigen Supercomputer, die genug Rechenkraft und Speicher besitzen, um eine volle 3D-Simulationen der Laserbeschleunigung von Ionenstrahlen für die Krebstherapie zu ermöglichen", erläutert Bussmann. Die Simulation soll dabei helfen, alle relevanten physikalischen Effekte zu verstehen und zu kontrollieren. Das könnte in Zukunft zu kompakteren und günstigeren Teilchenbeschleunigern führen, die vor allem in der Medizin benötigt werden. Weltweit können erst 30 Zentren die hochpräzise Protonentherapie zur Krebsbehandlung anbieten. Bald zählt dazu auch Dresden mit dem Oncoray-Zentrum, das vom HZDR, der Technischen Universität Dresden und dem Uniklinikum Dresden getragen wird und von der Beschleunigerforschung am HZDR profitiert.

Michael Bussmann und sein Team führen mit dem anstehenden Projekt schon zum zweiten Mal derartig komplexe Berechnungen am "Titan" durch. Bereits 2013 sammelten sie erste gute Erfahrungen. Sie simulierten damals mit Hilfe des Großrechners Plasma-Jets - also Materie-Strahlen, die aus dem Zentrum von Sternen oder schwarzen Löchern schießen. Dabei konnten sie diese Jets derart genau nachbilden, dass sie den rund hundert Milliarden geladenen Teilchen folgen konnten. Hierfür kam ein spezieller Simulationscode namens "PIConGPU" zum Einsatz, mit welchem am "Titan" auch der Rekord für die meisten Berechnungen pro Sekunde für einen derartigen Code aufgestellt wurde.

Im neuen Projekt setzen die Forscher wieder "PIConGPU" ein: "Wir können damit große Simulationen in wenigen Tagen durchführen und die Ergebnisse dann später am HZDR näher untersuchen", so Axel Hübl, der als Doktorand die Simulationen durchführen wird und den Code mit entwickelt hat. Das bedeutet zugleich aber auch eine entsprechend aufwändige Aufarbeitung der Ergebnisse nach den Berechnungen: Bei den jetzt geplanten Simulationen fallen fast 200 Terabyte an Daten an, die im Laufe des nächsten Jahres vom Team analysiert werden müssen.

Publikation:
M. Bussmann u.a.: "Radiative signatures of the relativistic Kelvin-Helmholtz Instability", in Proceedings SC13: International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis 2013

Weitere Informationen

Dr. Thomas Kluge
Institut für Strahlenphysik am HZDR
E-Mail: t.kluge@hzdr.de

Axel Hübl
Institut für Strahlenphysik am HZDR
E-Mail: a.huebl@hzdr.de

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) forscht auf den Gebieten Materie, Gesundheit und Energie. Folgende Fragestellungen stehen hierbei im Fokus:

  • Wie nutzt man Energie und Ressourcen effizient, sicher und nachhaltig?
  • Wie können Krebserkrankungen besser visualisiert, charakterisiert und wirksam behandelt werden?
  • Wie verhalten sich Materie und Materialien unter dem Einfluss hoher Felder und in kleinsten Dimensionen?

Zur Beantwortung dieser wissenschaftlichen Fragen werden Großgeräte mit teils einmaligen Experimentiermöglichkeiten eingesetzt, die auch externen Nutzern zur Verfügung stehen.

Das HZDR ist seit 1.1.2011 Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Es hat vier Standorte in Dresden, Leipzig, Freiberg und Grenoble und beschäftigt rund 1.000 Mitarbeiter - davon ca. 500 Wissenschaftler inklusive 150 Doktoranden.

Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.hzdr.de/presse/titan

Zu dieser Mitteilung finden Sie Bilder unter:
http://idw-online.de/de/image251926
Supercomputer Titan am Oak Ridge National Laboratory in Tennessee, USA.

Zu dieser Mitteilung finden Sie Anhänge unter:
http://idw-online.de/de/attachment39946
Die Pressemitteilung als PDF

Kontaktdaten zum Absender der Pressemitteilung stehen unter:
http://idw-online.de/de/institution222

Quelle: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Dr. Christine Bohnet, 26.11.2014

*

Quelle:
Informationsdienst Wissenschaft - idw - Pressemitteilung
WWW: http://idw-online.de
E-Mail: service@idw-online.de


veröffentlicht im Schattenblick zum 28. November 2014