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Neue Professorin Katrin Watschinger erkundet den Lipid-Stoffwechsel

Der Lipid-Stoffwechsel ist noch immer ein teilweise unerforschtes Gebiet. Katrin Watschinger hat sich schon als Postdoc auf den Weg gemacht, mehr über die biochemischen Eigenschaften der Etherlipide herauszufinden. Nun wurde sie an der Medizinischen Universität Innsbruck zur Professorin berufen.

Ein „super Chemielehrer“ am neusprachlichen Gymnasium in Bruneck hat bestimmt Anteil daran, dass Katrin Watschinger schon früh wusste, wohin für sie die Reise geht. „Ich mag Sprachen, aber ich war auch immer schon naturwissenschaftlich interessiert, neben Chemie haben mich auch Medizin und Mathematik fasziniert“, erzählt die gebürtige Sextnerin (Südtirol). Nach der Matura kam sie nach Innsbruck, studierte Chemie und absolvierte eine vertiefende Ausbildung in Biochemie. Unter der Betreuung von Jörg Striessnig am Institut für Pharmazie der Uni Innsbruck verfasste Watschinger ihre Dissertation und wechselte dann für den Postdoc Ende 2007 an das Institut für Biologische Chemie (Direktor: Klaus Scheffzek) des Biozentrums der Medizinischen Universität Innsbruck. Jetzt, 16 Jahre später, ist sie Professorin für die Biochemie des Lipidstoffwechsels. Rektor Wolfgang Fleischhacker hat Katrin Watschinger kürzlich dazu berufen.

Den Grundstein für ihre Wissenschaftskarriere legte Watschinger bereits als Postdoc in einem „extrem spannenden, aber riskanten“ FWF-Projekt von Ernst Werner zur Charakterisierung eines Enzyms des Etherlipidstoffwechsels, ein spezielles Untergebiet des Lipidstoffwechsels. „Riskant deshalb, weil das gesuchte Enzym, AGMO, sehr schwierig zu handhaben ist und sich mit klassischen biochemischen Methoden nicht reinigen ließ“, erklärt Watschinger. Generell sind die Enzyme, an denen sie mit ihrer Gruppe arbeitet, sehr instabil, wasserabweisend und sie brauchen Eisen, damit sie funktionieren. Die ganze Maschinerie des Stoffwechsels ist daher noch nicht ausreichend gut beschrieben. 2010 publizierten die ForscherInnen die Sequenz des AGMO-Gens – das Forschungsvorhaben war geglückt. Ein Schrödinger-Stipendium im Gepäck führte sie die Reise daraufhin weiter nach Oxford, wo Watschinger ein Jahr lang als Postdoctoral Research Fellow in der Gruppe von Keith Channon am Wellcome Centre for Human Genetics tätig war.

Zurück in Innsbruck wurde ihr Projekt zur Rolle von AGMO in Fettzellen von der Autonomen Provinz Bozen – Südtirol gefördert. „Das war quasi der Kick-off für meine eigene Arbeitsgruppe. 2013 erhielt ich dann von der Medizinischen Universität Innsbruck eine Laufbahnstelle, die ich 2014, nach meiner Rückkehr aus der Karenz, antreten konnte“, schildert Watschinger, die mittlerweile zweifache Mutter ist.

Was machen Etherlipide? Wofür brauchen wir sie biochemisch und physiologisch? Wie werden sie reguliert? Gibt es Krankheiten, die damit assoziiert sind? Welche Bedingungen, z.B. Temperatur oder pH-Wert, benötigt ihre Synthese? Katrin Watschinger interessiert sich für alles, was mit Etherlipiden und deren Enzymen zu tun hat. Zehn Jahre nach AGMO gelang ihr gemeinsam mit Ernst Werner die Charakterisierung des PEDS1-Gens, ebenfalls ein Enzym des Etherlipidstoffwechsels. „Im klinischen Kontext verursachen Defekte, die sich in den ersten Schritten des Etherlipdstoffwechsels befinden, vielfältige, schwerwiegende Erkrankungen, wie Katarakte, neurologische Entwicklungsstörungen und Probleme bei der Knochenbildung. Wir fragen uns, was passiert, wenn ein Enzym wie PEDS1 fehlt, das in der Kaskade ganz hinten kommt“, sagt Watschinger. Dieser Fragestellung geht sie mit Johannes Berger von der Medizinischen Universität Wien in einem gemeinsamem FWF Projekt nach.

Zusammen mit Markus Keller (Institut für Humangenetik) hat sie kürzlich eine Methode etabliert, wie Etherlipide mittels Massenspektrometrie charakterisiert werden können. Sie ist Vizekoordinatorin der von Keller geleiteten FWF-Forschungsgruppe FG-15, an der auch Judith Hagenbuchner (3D-Bioprinting-Labor), Timon Adolph (Univ.-Klinik für Innere Medizin I) und Lukas Neumann (Universität Innsbruck) beteiligt sind. Gemeinsam erforschen die fünf Mitglieder die Schädigung und Reparaturmechanismen von Membranlipiden, zu denen Etherlipide zählen, bei Morbus Crohn und in Beta-Oxidationsstörungen. Eine weitere Kollaboration verfolgt sie mit Manuel Maglione von der Univ.-Klinik für Chirurgie, wo sie den Einfluss von AGMO auf die Transplantatabstoßung untersucht. „Mein Ziel ist es, den Stoffwechsel so weit zu verstehen, um letztendlich Patientinnen und Patienten helfen zu können; den Lipidstoffwechsel so im Detail zu erforschen, um Ansätze etablieren zu können, die es ermöglichen, ihn zu regulieren und auch die 3D-Strukturen der Enzyme besser beschreiben zu können. Das ist noch ein weiter Weg“, blickt Watschinger in die Zukunft.

Ihre Begeisterung und Neugierde vermittelt sie auch den Studierenden, die sie in Biochemie (Humanmedizin) sowie im Studiengang Molekulare Medizin in Chemie und Biochemie unterrichtet. „Es macht mir sehr viel Spaß mit jungen Leuten zu arbeiten, sowohl mit Studierenden als auch mit den Mitgliedern meiner Gruppe“, sagt sie. Freude bereiten ihr nach wie vor auch Sprachen, die sie beim Lesen – vorzugsweise Krimis – und beim Reisen pflegt. Dieses Jahr stehen zwei Kongressreisen auf dem Plan, nach Wien und nach La Palma. „Kongresse sind ein toller Ausgleich für mich. Es ist eine Zeit, in der ich mich nur auf die Forschung konzentrieren, fachsimpeln und mir neue Projekte überlegen kann“, sagt sie. Man darf also gespannt sein, was der neuen Professorin noch alles einfällt.

(Innsbruck, 11. Mai 2023, Text: T. Mair, Foto: MUI/D. Bullock)

Links:
Watschinger Lab am Institut für Biologische Chemie
FWF Forschungsgruppe 15 

Forschungsarbeiten (Auswahl):
Werner ER, Fernández-Quintero ML, Hulo N, Golderer G, Sailer S, Lackner K, Werner-Felmayer G, Liedl KR, Watschinger K.: Essential role of a conserved aspartate for the enzymatic activity of plasmanylethanolamine desaturase. In: Cell Mol Life Sci. 2022 Mar 28;79(4):214. doi: 10.1007/s00018-022-04238-w. PMID: 35347434 https://link.springer.com/article/10.1007/s00018-022-04238-w

 Sailer S, Coassin S, Lackner K, Fischer C, McNeill E, Streiter G, Kremser C, Maglione M, Green CM, Moralli D, Moschen AR, Keller MA, Golderer G, Werner-Felmayer G, Tegeder I, Channon KM, Davies B, Werner ER, Watschinger K.: When the genome bluffs: a tandem duplication event during generation of a novel Agmo knockout mouse model fools routine genotyping. In: Cell Biosci. 2021 Mar 16;11(1):54. doi: 10.1186/s13578-021-00566-9. https://cellandbioscience.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13578-021-00566-9

Koch J, Lackner K, Wohlfarter Y, Sailer S, Zschocke J, Werner ER, Watschinger K, Keller MA: Unequivocal Mapping of Molecular Ether Lipid Species by LC-MS/MS in Plasmalogen-Deficient Mice. In: Anal Chem. 2020 Aug 18;92(16):11268-11276. doi: 10.1021/acs.analchem.0c01933. Epub 2020 Aug 7. PMID: 32692545 https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.0c01933

Werner ER, Keller MA, Sailer S, Lackner K, Koch J, Hermann M, Coassin S, Golderer G, Werner-Felmayer G, Zoeller RA, Hulo N, Berger J, Watschinger K.: The TMEM189 gene encodes plasmanylethanolamine desaturase which introduces the characteristic vinyl ether double bond into plasmalogens. In: Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Apr 7;117(14):7792-7798. doi: 10.1073/pnas.1917461117. Epub 2020 Mar 24. https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1917461117