WSR078-Phosphoinositide bei Stoffwechselkrankheiten PIPMet - Interview mit Prof. Dr. Volker Haucke

Wirkstoffradio (MP3 Feed)

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Das Wirkstoffradio ist ein Wissenschaftskommunikationsprojekt aus dem Leibniz-Forschungsinstitut f\u00fcr Molekulare Pharmakologie (FMP) und wird gef\u00f6rdert durch das Leibniz Forschungsnetzwerk Wirkstoffe und Biotechnologie.","poster":"https:\/\/www.wirkstoffradio.de\/podlove\/image\/68747470733a2f2f7777772e7769726b73746f6666726164696f2e64652f77702d636f6e74656e742f75706c6f6164732f323031382f30392f5769726b73746f6666726164696f5f4c6f676f5f6c616e672d3330303078333030305f63726f707065645f626c756542472e706e67\/500\/0\/0\/wirkstoffradio","link":"https:\/\/www.wirkstoffradio.de"},"title":"WSR078 Phosphoinositide bei Stoffwechselkrankheiten PIPMet - Interview mit Prof. Dr. Volker Haucke","subtitle":"In dieser Episode sprechen Prof. Dr. Volker Haucke und Bernd Rupp \u00fcber den Antrag \"Phosphoinositides in Metabolic Disease (PIPMet)\" und welche Auswirkungen es h\u00e4tte, wenn man gezielt in diese Mechanismen eingreifen 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In dieser Episode spricht Bernd Rupp mit Prof. Dr. Volker Haucke, einem der Direktoren des Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie im Forschungsverbund Berlin e.V. (FMP) und Leiter der Abteilung Molekulare Pharmakologie und Zellbiologie.

Volker Haucke; Quelle Wirkstoffradio

Nachdem Volker in der Episode WSR052 schon einmal von Bernd über Membranen und Membrandynamik befragt wurde, widmen sie sich in dieser Episode den Phosphoinositiden.
Phosphoinositide (PIPs) sind Phospholipide, die in Membranen vorkommen und dort für die Steuerung verschiedener Prozesse verantwortlich sind. Das genaue Aufgabenspektrum und der Ablauf dieser Mechanismen sind allerdings bislang nur sehr rudimentär verstanden.
Um besser zu verstehen, wie PIPs in verschiedene Stoffwechselprozesse eingreifen und wie diese zusammenhängen, haben Wissenschaftler:Innen
des FMP, des DIfE und des ISAS einen Antrag bei der Leibniz-Gemeinschaft im Rahmen des Programms „Leibniz Kooperative Exzellenz“ gestellt. Bei der Beschreibung des Antrags, geht Volker nicht nur auf die wissenschaftlichen Vorarbeiten und die anstehenden Arbeiten ein, sondern beschreibt auch, welche Ziele diese Arbeiten verfolgen und welche Auswirkungen sie auf Therapien in der Zukunft haben könnten.

(Im Podcast gibt es Kapitelmarken, die den Zwischenüberschriften hier im Text entsprechen, so dass es einfacher ist, bestimmte Teile erneut zu hören. Nicht jede Kapitelmarke hat eine Zwischenüberschrift, manchmal fassen wir mehrere Kapitel zusammen.)

Leibniz-Kooperative Exzellenz

• • WSR052 Die Rolle der Membran in der zellulären Signalübertragung – Interview mit Prof. Dr. Volker Haucke – link zur Episode
  • Leibniz-Kooperative Exzellenz – Homepage
  • FMP – Homepage
  • ISAS – Homepage
  • DIfE – Homepage
  • Antrag: Phosphoinositide-mediated nutrient response in metabolic disease – Link zu Förderseite

Was sind Phosphoinositide

• • Biomembran – Wikipedia Artikel
  • Phospholipide – Wikipedia Artikel
  • Phosphoinositide – Wikipedia Artikel (englisch)
  • Phosphatidylinositol (PIPs) – DocCheck Flexikon
  • Inositol – Wikipedia Artikel
  • Phosphatidsäure – Lexikon der Biochemie
  • Phosphoglyceride – Wikipedia Artikel

Struktur von Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphat: Die beiden namensgebenden Phosphatgruppen sind rot markiert. Die grün markierte OH-Gruppe kann ebenfalls noch phosphoryliert werden. Der Cyclohexanbaustein ist über ein weiteres Phosphat (blau) an ein Glycerin (cyan) gebunden. Die beiden verbleibenden Alkoholgruppen sind mit Fettsäuren unterschiedlicher Länge R (gelb) verestert. Quelle: NEUROtiker, Public domain, via Wikimedia Commons.

Phosphoinositide in der Membran

• • Endoplasmatisches Retikulum – Wikipedia Artikel
  • Kinase – Wikipedia Artikel
  • Phosphatasen – Wikipedia Artikel
  • Phosphatidylcholin – Wikipedia Artikel
  • Phosphatidylethanolamin – Wikipedia Artikel

Isomere der Phosphoinositide

• • Isomerie – Wikipedia Artikel
  • Koinzidenz – Wikipedia Artikel

Aufgaben der Phosphoinositide

• • Metabolismus – Wikipedia Artikel
  • Hunger – Wikipedia Artikel
  • Hormon – Wikipedia Artikel
  • Insulin – Wikipedia Artikel
  • Insulinrezeptor – Wikipedia Artikel
  • WSR074 Hormone: Insulin und Antidiabetika – Link zur Episode
  • Tumor – Wikipedia Artikel
  • Nahrungskarenz – Wikipedia Artikel
  • Anabolismus – Wikipedia Artikel
  • Katabolismus – Wikipedia Artikel
  • Intermittierendes Fasten (Intervallfasten) – Wikipedia Artikel
  • Kompartiment – Wikipedia Artikel
  • Mitochondrium – Wikipedia Artikel
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Jonathan R Friedman, Laura L Lackner, Matthew West, Jared R DiBenedetto, Jodi Nunnari, Gia K Voeltz. ER tubules mark sites of mitochondrial division. Science, 21; 334(6054): 358-62. (2011). doi: 10.1126/science.1207385
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Wonyul Jang, Dmytro Puchkov, Paula Samsó, YongTian Liang, Michal Nadler-Holly, Stephan J Sigrist, Ulrich Kintscher, Fan Liu, Kamel Mamchaoui, Vincent Mouly, Volker Haucke. Endosomal lipid signaling reshapes the endoplasmic reticulum to control mitochondrial function. Science, 16; 378(6625): eabq5209. (2022) doi: 10.1126/science.abq5209
  • Exozytose – Wikipedia Artikel
  • Endozytose – Wikipedia Artikel
  • Phosphoinositid-3-Kinasen – Wikipedia Artikel
  • Phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphat (PIP3) – DocCheck Flexikon
  • Glykogen – Wikipedia Artikel
  • Fette – Wikipedia Artikel

Ausgangspunkt des Antrages

• • wissenschaftlicher Artikel (open access): Katharina Ketel, Michael Krauss, Anne-Sophie Nicot, Dmytro Puchkov, Marnix Wieffer, Rainer Müller, Devaraj Subramanian, Carsten Schultz, Jocelyn Laporte & Volker Haucke. A phosphoinositide conversion mechanism for exit from endosomes; Nature 529, 408–412 (2016). DIO: 10.1038/nature16516
    
  • Acetyl-Coenzym A – Wikipedia Artikel

Aufgabenbereich des ISAS

• • wissenschaftlicher Artikel (open access): Idevall-Hagren O and De Camilli P.; Detection and manipulation of phosphoinositides. Biochim Biophys Acta; 1851(6): 736-45. (2015). doi: 10.1016/j.bbalip.2014.12.008.
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Hilaire Yam Fung Cheung, Cristina Coman, Philipp Westhoff, Mailin Manke, Albert Sickmann, Oliver Borst, Meinrad Gawaz, Steve P. Watson, Johan W. M. Heemskerk, and Robert Ahrends. Targeted Phosphoinositides Analysis Using High-Performance Ion Chromatography-Coupled Selected Reaction Monitoring Mass Spectrometry. J Proteome Res 20, 3114-3123 (2021); doi: 10.1021/acs.jproteome.1c00017
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Peng B, Geue S, Coman C, Münzer P, Kopczynski D, Has C, Hoffmann N, Manke MC, Lang F, Sickmann A, Gawaz M, Borst O, Ahrends R. Identification of key lipids critical for platelet activation by comprehensive analysis of the platelet lipidome. Blood. 132(5), e1-e12 (2018).doi: 10.1182/blood-2017-12-822890.
  • Kalibrierung – Wikipedia Artikel
  • Säulenchromatographie – Wikipedia Artikel

Aufgabenbereich des DIfE

• • wissenschaftlicher Artikel (open access): Sofiya Gancheva, Meriem Ouni, Tomas Jelenik, Chrysi Koliaki, Julia Szendroedi, Frederico G. S. Toledo, Daniel F. Markgraf, Dominik H. Pesta, Lucia Mastrototaro, Elisabetta De Filippo, Christian Herder, Markus Jähnert, Jürgen Weiss, Klaus Strassburger, Matthias Schlensak, Annette Schürmann & Michael Roden. Dynamic changes of muscle insulin sensitivity after metabolic surgery. Nat Commun 10, 4179 (2019). doi: 10.1038/s41467-019-12081-0
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Pascal Gottmann, Meriem Ouni, Sophie Saussenthaler, Julian Roos , Laura Stirm, Markus Jähnert, Anne Kamitz, Nicole Hallahan, Wenke Jonas, Andreas Fritsche, Hans-Ulrich Häring, Harald Staiger, Matthias Blüher, Pamela Fischer-Posovszky, Heike Vogel, Annette Schürmann. A computational biology approach of a genome-wide screen connected miRNAs to obesity and type 2 diabetes. Mol Metab.; 11:145-159 (2018) doi: 10.1016/j.molmet.2018.03.005.
  • Biomedizin – Wikipedia Artikel
  • Präklinische Studie – Wikipedia Artikel
  • Tiermodell – Wiktionary

Präzision der Messung

• • Kausalität – Wikipedia Artikel

Aufgabengebiet des FMP

• • wissenschaftlicher Artikel (open access): York Posor, Wonyul Jang, Volker Haucke. Phosphoinositides as membrane organizers. Nat Rev Mol Cell Biol. 23(12):797-816 (2022) doi: 10.1038/s41580-022-00490-x
  • wissenschaftlicher Artikel (open access): Tamas Balla. Phosphoinositides: tiny lipids with giant impact on cell regulation. Physiol Rev.; 93(3):1019-137 (2013) doi: 10.1152/physrev.00028.2012
    

Exkurs Lysosom

• • Lysosom – Wikipedia Artikel

Betrachtung der Mechanismen

• • Mechanismen – Wiktionary
  • Biochemie – Wikipedia Artikel
  • Fluoreszenz – Wikipedia Artikel

Laufzeit des Antrages

Der Antrag läuft insgesamt 3 Jahre.

Wie kam der Antrag zustande

• • Prof. Dr. Annette Schürmann – DIfE
  • Dr. Heike Vogel – DIfE
  • Jun.-Prof. Dr. Sven Heiles – ISAS

Exkurs MS

• • Massenspektrometrie – Wikipedia Artikel
  • Fan Liu – FMP Technologieplattform
  • Fan Liu (Structural Interactomics) – FMP Forschungsgruppe

Phosphoinositole bei Adipositas

• • Adipositas – Wikipedia Artikel
  • Zivilisationskrankheit – Wikipedia Artikel
  • Grundlagenforschung – Wikipedia Artikel

Start und Ausgestaltung des Antrages

• • Postdoc – Wikipedia Artikel

Hauptziele des Antrages

• 1. Etablierung der PIP Analytik.
  2. Verifizierung der Methoden auf Zell- und Organismus-Ebene.
  3. Metabolische Veränderung der PIPs.

Behandlung von Adipositas und Diabetes II

1. 1. Adressierung weiterer PIP Kinasen in der Pharmakologie
   2. Erschließung der PIP Phosphatasen als neue pharmakologische Ziele
   3. Beschreibung unterschiedlicher therapeutischer Mechanismen unter Berücksichtigung der Nährstoffzufuhr ( Beispiel: Tumorwachstum bei ketogener Ernährung)
   4. Identifizierung neuer pharmakologischer Ziele in Abhängigkeit der Nährstoffzufuhr.

• • Ketogene Diät – Wikipedia Artikel

Auswirkungen der Forschung auf das gesunde Altern

• • Leibniz Institut für Alternsforschung, Fritz-Lipmann-Institut (FLI) – Homepage
  • WSR073 Alternsforschung: Diätinterventionen für das gesunde Altern – Interview mit Prof. Dr. K. Lenhard Rudolph -link zur Episode
  • Altern – Wikipedia Artikel
  • Mikrobiom – Wikipedia Artikel

Komplexität in der pharmakologischen Forschung

• • Komplexität – Wikipedia Artikel
  • Proteom – Wikipedia Artikel
  • Hypothalamus – Wikipedia Artikel

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Wir bedanken uns ganz herzlich bei Prof. Dr. Volker Haucke für die Zeit und seine Erläuterungen zu dem Antrag.

Wir freuen uns immer über Feedback: per Mail unter [e-mail], in den Kommentaren unter den einzelnen Episoden, über Twitter @wirkstoffradio, bei Mastodon unter @[e-mail] oder auch als Bewertung bei iTunes/Apple-Podcasts oder panoptikum.social.

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• Bernd Rupp
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  • Mitglied der Gruppe Structural Chemistry and Computational Biophysics
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  • Website
  • ORCiD

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Chapters

1. Begrüßung (00:00:00)

2. Leibniz-Kooperative Exzellenz (00:01:30)

3. Was sind Phosphoinositide (00:04:58)

4. Phosphoinositide in der Membran (00:07:21)

5. Isomere der Phosphoinositide (00:08:56)

6. Aufgaben der Phosphoinositide (00:11:19)

7. Ausgangspunkt des Antrages (00:23:16)

8. Aufgabenbereich des ISAS (00:25:55)

9. Aufgabenbereich des DIfE (00:28:45)

10. Präzision der Messung (00:30:46)

11. Aufgabengebiet des FMP (00:32:55)

12. Exkurs Lysosom (00:33:40)

13. Betrachtung der Mechanismen (00:34:31)

14. Laufzeit des Antrages (00:36:59)

15. Wie kam der Antrag zustande (00:38:14)

16. Exkurs MS (00:40:02)

17. Phosphoinositole bei Adipositas. (00:41:41)

18. Start und Ausgestaltung des Antrages (00:43:43)

19. Hauptziele des Antrages (00:44:44)

20. Behandlung von Adipositas und Diabetes II (00:47:05)

21. Auswirkungen der Forschung auf das gesunde Altern (00:49:32)

22. Komplexität in der pharmakologischen Forschung (00:50:33)

23. Verabschiedung und Bitte um Feedback (00:54:05)