Energie- und Fettstoffwechsel

Die Arbeitsgruppe Kühnlein betreibt grundlagen-orientierte Forschung am Modellsystem Drosophila melanogaster zum Thema Energie- und Lipidstoffwechsel von der Einzelzelle über Gewebe und Organe bis hin zum Gesamtorganismus.

Unter Einsatz vielfältiger Techniken entwirft die Arbeitsgruppe ein Bild des organismischen Lipidmanagements wobei das Verständnis jener genetischen Architektur und regulatorischer Prinzipien im Mittelpunkt steht, die den Organismus zur Anpassung an herausfordernde Lebens- oder Umweltbedingungen befähigen.

Wir untersuchen die Regulation des Lipidstoffwechsels in Bäckerhefe, insbesondere seine Wechselwirkung mit anderen Stoffwechselprozessen, wie z.B. dem zentralen Kohlenstoffwechsel. In translationalen Forschungsansätzen verändern wir Hefe genetisch so, dass sie große Mengen von Lipiden von biotechnologischer Bedeutung synthetisiert und speichert.

Im Zentrum unserer Forschung steht das Zellorganell „Lipid droplet“ – der Speicherort für Triglyceride und Sterolester. Wie werden Lipid droplets gebildet? Wie erfolgt der Abbau der darin gespeicherten Lipide? Diese und ähnliche Fragen untersuchen wir an Hand des Modellorganismus Hefe, Saccharomyces cerevisiae.

Unsere Forschung zielt auf die Aufklärung von pathologischen Mechanismen durch Methylierung ab. Das Schlüsselenzym, S-adenosyl-L-homocysteine Hydrolase, ist hoch konserviert (über 70% Identität zwischen Mensch und Hefe). Ein Mangel dieses Enzyms führt zu schweren Folgen, da es zur Akkumulation von AdoHcy führt. Dies ist auch bei Hyperhomocysteinämie, einem häufigen pathologischen Zustand, der Fall. Unsere Arbeit nutzt Hefe als Modell, um diese Mechanismen aufzuklären, indem wir biochemische, genetische und molekularbiologische Methoden einsetzen.

Unsere Forschung konzentriert sich auf die Bildung und Interaktion von Lipidpartikeln in Zellen, die eine Schlüsselrolle im Lipidstoffwechsel und der Energie-Homöostase spielen. Wir untersuchen räumlich-zeitliche Mechanismen auf molekularer und zellulärer Ebene und verwenden fortschrittliche bildgebende und bildinformatische Techniken. Unsere Arbeit umfasst genetisch modifizierte Hefe- und Säugerzellsysteme, um Lipidpartikel-assoziierte Krankheiten zu verstehen.

Günter Hämmerle beschäftigt sich seit vielen Jahren mit dem Fett- und Energiestoffwechsel des Menschen und der Entstehung von Stoffwechselerkrankungen. Sein Team untersucht die Funktion und Bedeutung von Fett-abbauenden Enzymen und Co-Regulatoren im Lipidstoffwechsel des Muskelgewebes, der Leber und des Darms.
Aktuell beschäftig sich die AG Hämmerle mit der Funktion der humanen ATGL in der Regulation des Energiestoffwechsels als Grundlage für die Entwicklung effizienter Strategien zur Behandlung metabolischer Erkrankungen des Skelett- und Herzmuskels. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt liegt in der Aufklärung der Rolle von Carboxylesterasen (CES) im Lipidkatabolismus am Endoplasmatischen Retikulum sowie der Aufklärung der Funktion von murinen Ces im Vergleich zu den humanen CES Genen.

Überernährung, ein Missverhältnis zwischen Energieaufnahme und körpereigenem Verbrauch, führen u.a. zu einer Leberschädigung. Dabei erfolgen nicht reversible Änderungen wie die Transdifferenzierung von Leberzellen und der Verlust des Vitamin A-Speichers. Unsere Forschung fokussiert auf die Untersuchung der metabolischen Zusammenhänge zwischen dem Lipid/Energie-Haushalt und dem Vitamin A-Stoffwechsel, insbesondere unter den pathologischen Bedingungen einer Leberschädigung.

Mein Forschungsinteresse liegt in der zellulären und metabolischen Flexibilität des Fettgewebes. Wir untersuchen wie Immunzellen und Fettzellen kommunizieren, um den Metabolismus auf Kälte oder auf Fasten zu adaptieren. Außerdem erforschen wir, ob und wie sich Krebszellen in diese Kommunikation einmischen und das zelluläre Zusammenspiel stören, sodass es zum Verlust des Fettgewebes und des Muskels, der sogenannten Kachexie, kommt.

Unsere Forschung konzentriert sich auf lipolytische Enzyme, die den Lipidabbau in Säugerzellen regulieren. Diese Lipasen spielen eine zentrale Rolle in zellulären Prozessen, Energieproduktion, und Stoffwechselerkrankungen wie Fettleibigkeit und Typ 2 Diabetes. Unser Ziel ist die Identifikation neuer Lipasen und die Aufklärung ihrer Funktion durch biochemische und molekularbiologische Methoden.

Unsere Forschung zielt auf die Identifizierung und Charakterisierung von Proteinen im "Lipolysom" ab, das die geordnete Freisetzung von Fettreserven im Fettgewebe ermöglicht. Neben bekannten lipolytischen Enzymen wie ATGL und HSL suchen wir nach unbekannten Komponenten, die die Lipolysom-Funktion regulieren. Wir verwenden Tandem-Affinitätsreinigung (TAP) und biochemische, zellbiologische und strukturbiologische Methoden, um ihre Rolle im Fettstoffwechsel zu verstehen.

Unsere Forschung fokussiert sich auf die Identifikation und detaillierte Charakterisierung der molekularen Faktoren und Mechanismen, die an der Bildung der Hautbarriere beteiligt sind und bei Defekten zur Entstehung von Ichthyosen beim Menschen führen. Unsere Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Entwicklung von wirksamen Therapien zur Behandlung dieser bislang unheilbaren Erkrankung.

Unsere Forschung beschäftigt sich mit dem Neutrallipidstoffwechsel. Insbesondere interessieren wir uns dafür, wie intrazelluläre Fettspaltende Enzyme (Lipasen), die Gesundheit der Adipozyten und die Funktion der Mitochondrien und damit die metabolische Gesundheit beeinflussen. Um unsere Hypothesen zu untersuchen, verwenden wir biochemische Methoden, hochauflösende Respirometrie, Säugetierzellen und Mausmodelle in Kombination mit modernster physiologischer in-vivo-Phänotypisierung.

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LinkedIn: Renate Schreiber at University of Graz

Wir sind an verschiedenen Aspekten des Lipid- und Energiestoffwechsels interessiert. Meine Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der biochemischen Charakterisierung von Lipid-Hydrolasen in vitro und versucht die physiologische Rolle von bisher nicht-charakterisierten Enzymen mithilfe von biochemischen, zell- und molekularbiologischen Methoden aufzuklären. Besonderes Augenmerk legen wir dabei auf Enzyme, die an der Synthese und dem Abbau von Lipiden mit Signalwirkung beteiligt sind. Unsere aktuelle Forschungsprojekte konzentrieren sich auf die detaillierte Charakterisierung von Lipasen im Darm und im zentralen Nervensystem.