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Vier neue FWF-Projekte an der Medizinischen Universität Innsbruck

In der 55. Kuratoriumssitzung des Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) Anfang Oktober 2015 wurden drei neue Projekte an der Medizinischen Universität Innsbruck bewilligt, ein weiteres startet nach der Bewilligung im Vorjahr ebenfalls heuer. Damit unterstützt der FWF neben zwei Einzelprojekten auch zwei neue Forschungsvorhaben im Lise-Meitner-Programm.

Die Stärkung der wissenschaftlichen Leistungsfähigkeit Österreichs im internationalen Vergleich sowie seiner Attraktivität als Wissenschaftsstandort, vor allem durch Förderung von Spitzenforschung einzelner Personen bzw. Teams, aber auch durch Beiträge zur Verbesserung der Konkurrenzfähigkeit der Forschungsstätten und des Wissenschaftssystems ist das ausgewiesene Ziel des FWF, Österreichs zentraler Einrichtung zur Unterstützung der Grundlagenforschung. Über die Förderung von Forschungsvorhaben entscheidet das Kuratorium, das sich aus dem Präsidium des FWF und den FachreferentInnen zusammensetzt. In der 55. Kuratoriumssitzung bewilligte der Wissenschaftsfonds die Einzelprojekte von Univ.Doz. Mag. Dr. Bernhard Rupp von der Sektion für Genetische Epidemiologie (Direktor Univ.-Prof. Dr. Florian Kronenberg) und ao.Univ.-Prof. Mag.Dr. Ernst Werner von der Sektion für Biologische Chemie (Direktor Univ.-Prof. Dr. Klaus Scheffzek) am Biozentrum. Aus dem Lise-Meitner-Programm, das die Forschungen von WissenschafterInnen aus dem Ausland unterstützt, werden die Projekte von Dr. Manuel Sánches López-Berges an der Sektion für Molekularbiologie (Direktor Univ.-Prof. Dr. Peter Loidl) und von Dr. Firas Awaja an der Abteilung für Experimentelle Orthopädie (Leiter Univ.-Prof. Mag. Dr. Michael Nogler MSc.) gefördert.

Einzelprojekte:

Strukturgeleitete Untersuchungen am Glykoprotein Afamin, einem multifunktionellen Transporter assoziiert mit metabolischem Syndrom (Projektleiter: Univ.Doz. Mag. Dr. Bernhard Rupp; Sektion für Genetische Epidemiologie)

Ziel des international integrierten FWF-Projektes von Doz. Rupp ist die Aufklärung der molekularen Struktur von Afamin mittels Röntgenstrukturanalyse. Das Glykoprotein Afamin ist ein Biomarker im Blutplasma, dessen erhöhte Werte mit praktisch allen Riskofaktoren assoziiert sind, die unter dem metabolischen Syndrom zusammengefasst werden. „Unsere Studien an der Sektion für Genetische Epidemiologie haben gezeigt, dass es sich bei Afamin primär um einen vielseitigen Transporter von schwer wasserlöslichen Molekülen, darunter Vitamin E, handelt. Details zur molekularen Struktur und ihrem Zusammenhang mit der Funktion dieses wichtigen Biomarkers und Transporters, sind jedoch praktisch unbekannt“, beschreibt Doz. Rupp den Status Quo. Um Fragen, wie: Welche Klassen von Molekülen könnten an Afamin binden? oder Wodurch unterscheidet es sich von bekannten, ähnlichen Transportproteinen? beantworten zu können, soll im Rahmen des Projekts die Röntgenstruktur aufgeklärt werden, indem kleine Kristalle von Afamin in winzigen Lösungs-Tröpfchen gezüchtet werden und aus den Röntgenstreudaten der Kristalle ein detailliertes Strukturmodell als Basis für bioinformatische Analysen erstellt wird. „Die Ergebnisse aus dieser Studie werden völlig neuartig und von signifikanter Bedeutung für die Strukturbiologie wie auch für die biomedizinische Atherosklerose-Forschungsgemeinde sein“, betont Rupp.

Alkylglycerol Monooxygenase in Dictyostelium discoideum (Projektleiter: ao.Univ.-Prof. Mag.Dr. Ernst Werner; AG Werner, Sektion für Biologische Chemie)

Dictyostelium discoideum ist ein Schleimpilz der im Boden wächst und sich von Bakterien ernährt. Wenn Nährstoffe knapp werden, senden die einzelligen Amöben Signale aus, die zu einem Zusammenballen der Zellen und zur Ausbildung eines Fruchtkörpers und der Sporen führt. Dieser Vorgang ist einer der einfachsten und am besten studierten Zell-Differenzierungsvorgänge, an dem viele, auch für den menschlichen Stoffwechsel wichtige, Erkenntnisse gewonnen werden konnten. In Vorarbeiten hat das Team um den Biochemiker Prof. Ernst Werner bereits die Gen-Sequenz der Alkylglycerol Monooxygenase beschrieben, die zur Spaltung einer bestimmten Klasse von Fettstoffen, der Etherlipide, benötigt wird. „Wir haben gezeigt, dass der Schleimpilz Dictyostelium discoideum ebenso dieses Enzym enthält, das normalerweise nur in Tieren vorkommt. In dem nun vom FWF geförderten Projekt planen wir, Stämme von Dictyostelium discoideum mit veränderter Aktivität der Alkylglycerol Monooxygenase herzustellen, und den Einfluss dieser Veränderung auf die Zell-Differenzierung zu untersuchen“, beschreibt Prof. Werner die Projektziele. Die Forscher erhoffen sich davon erste Aufschlüsse über die Bedeutung des Etherlipidabbaus in einem intakten biologischen System, die in der Folge auf das Studium der Rolle der Alkylglycerol Monooxygenase in Säugetieren und im Menschen angewendet werden soll.

Lise-Meitner-Programm:

Die Rolle von TOR in der Adaptierung an Eisenmangelbedingungen in pathogenen Pilzen (Dr. Manuel Sánches López-Berges, AG Molekulare Mikrobiologie, Sektion für Molekularbiologie)

Pilze verursachen lebensbedrohende Infektionen im Menschen sowie massive Ernteverluste aufgrund von Pflanzenschädigungen. Zur Entwicklung von neuen Therapieoptionen ist ein tiefgreifendes Verständnis der Pathogenesemechanismen notwendig. Eisen ist ein essentieller Nährstoff, der im Überschuss toxisch wirkt. Die Arbeitsgruppe von Hubertus Haas (Sektion für Molekularbiologie am Biozentrum; Leiter: Prof. Peter Loidl) hat in den letzten Jahren den Eisenstoffwechsel in Pilzen charakterisiert und gezeigt dass Eisenregulation und Siderophor-vermittelte Eisenaufnahme essentiell für die Virulenz von Pilzen wie Aspergillus fumigatus und Fusarium oxysporum in pflanzlichen als auch in tierischen Wirten ist. „TOR (Target Of Rapamycin) ist eine in allen Eukaryonten konservierte Serin/Threonin-Proteinkinase, die eine zentrale Rolle in der zellulären Koordination von Nährstoffangebot  und Wachstum spielt“, erzählt Prof. Haas, in dessen Arbeitsgruppe schon bald der aus Spanien kommende Dr. Manuel Sánches López-Berges die Rolle von TOR im Eisenstoffwechsel von Human- und Pflanzen-pathogenen Pilzen charakterisieren und vergleichen wird. Die Arbeiten werden in Kooperation mit ao.Univ.-Prof. Dr. Herbert Lindner von der Sektion für Klinische Biochemie und Prof. Antonio Di Pietro (Universität Cordoba, Spanien), einem Experten für Pilzinfektionen in Pflanzen und Betreuer der Dissertation des Nachwuchswissenschafters, durchgeführt.

Osteointegration of Polymer Composites for Medical Implants (Dr. Firas Awaja, Abteilung für Experimentelle Orthopädie)

Ein Schwerpunkt der Arbeit der Experimentellen Orthopädie (Leitung Prof. Michael Nogler), die nun von Dr. Firas Awajas Know-How zu biointegrierbaren Polymeren unterstützt wird, sind Knochenimplantate und die Risiken, die von Ihnen ausgehen. Aktive medizinische Implantate sind Geräte, die im menschlichen Körper beschädigte oder verlorene Körperfunktionen ersetzen und vielfach auch dauerhaft Lösungen für schwierige und anders nicht behandelbare medizinische Probleme darstellen, etwa bei Sehstörungen, Blindheit, Alzheimer, Herzerkrankungen und Diabetes. Allerdings ergeben sich bei der Implantation von Geräten auch Fragen hinsichtlich der Sicherheit und Lebensdauer. Die derzeit verwendeten Metalle bergen Risiken im Hinblick auf ihre Interaktion mit dem menschlichen Gewebe und Immunsystem. „In diesem Projekt untersuchen wir ein neues Implantatdesign mit neuen hybriden Materialien  auf der Basis von nano- und mikroorganischen und anorganischen Dünnfilmbeschichtungen auf Polyetherketon-verstärkten Kohlefasern (CF-PEEK). Wir werden die Osteointegration und Biokompatibilität solcher Implantate untersuchen“, so Prof. Nogler. Der Ansatz beinhaltet die Verwendung von innovativ strukturierten mehrschichtigen funktionalen nano- und Mikrofilmen, die eine permanente Permeationsbarriere bilden und gleichzeitig die nötigen Signale für eine verstärkte Biokombatibilität und Osteointegration für knochenverankerte Implantate bilden. Das Projekt ist interdisziplinär angelegt.

(D.Heidegger)

Links:

FWF - der Wissenschaftsfonds
https://www.fwf.ac.at/