Menschliche Lipidomik: Unerforschte Indikatoren für Gesundheit, Krankheit und Alterung neben Genomen
Stanford University, Stanford, Kalifornien, veröffentlicht am 11. September 2023 [Link] - Die Sequenzierung des menschlichen Genoms wurde erstmals im Jahr 2003 von einem internationalen Forscherteam unter der Leitung des Human Genome Project abgeschlossen. Die Sequenzierung des menschlichen Genoms versprach eine Revolution in der Medizin, aber Wissenschaftler erkannten bald, dass ein genetischer Bauplan allein den Körper nicht in Aktion zeigt.
Dafür war es notwendig, das Proteom zu verstehen - alle Proteine, die von unseren Genen exprimiert werden und die zelluläre Maschinerie bilden, die den Großteil der Körperfunktionen ausführt. Jetzt füllt eine weitere Gruppe von Molekülen, bekannt als das Lipidom - alle Lipide in unseren Körpern - weitere Details der menschlichen Physiologie aus.
Was sind Lipide?
Lipide sind eine breite Kategorie von kleinen, fetten oder öligen Molekülen, einschließlich Triglyceriden, Cholesterin, Hormonen und einigen Vitaminen. In unseren Körpern bilden sie Zellmembranen, fungieren als zelluläre Botenstoffe und speichern Energie; sie spielen Schlüsselrollen bei der Reaktion auf Infektionen und bei der Regulierung unseres Stoffwechsels.
Unser Genom ist im Wesentlichen stabil. Unser Proteom, obwohl es durch unsere Gesundheit und Umwelt beeinflusst wird, hängt weitgehend davon ab, was von unseren Genen kodiert wird. Im Gegensatz dazu kann unser Lipidom direkt verändert werden, zum Teil durch das, was wir essen und welche Mikroben in unserem Darm leben, was es formbarer und vielleicht reaktionsfähiger gegenüber Interventionen macht. Aber die Anzahl und Vielfalt der Lipidmoleküle - es gibt mindestens Tausende - hat ihre Erforschung erschwert.
“Lipide sind sehr wenig erforscht”, sagte Michael Snyder, PhD, der Stanford W. Ascherman, MD, FACS Professor in Genetics. “Sie sind an so ziemlich allem beteiligt, aber weil sie so heterogen sind und es so viele von ihnen gibt, wissen wir wahrscheinlich nicht, was die meisten Lipide wirklich tun.”
Die Rolle des Lipidoms bei Krankheiten
Eine neue Studie aus Snyders Labor, veröffentlicht am 11. September in Nature Metabolism, ist eine der ersten, die tief in das menschliche Lipidom eintaucht und verfolgt, wie es sich unter gesunden und krankhaften Bedingungen verändert, insbesondere bei der Entwicklung von Typ-2-Diabetes.
Mehr als 100 Teilnehmer, darunter viele mit Diabetesrisiko, wurden bis zu 9 Jahre lang verfolgt und gaben alle drei Monate bei Gesundheit und alle paar Tage bei Krankheit Blutproben ab.
Mit Hilfe von Massenspektrometrie-Techniken, die Verbindungen nach ihrer molekularen Masse und elektrischen Ladung trennen, katalogisierten die Forscher etwa 800 Lipide und ihre Assoziationen mit Insulinresistenz, Virusinfektionen, Alterung und mehr.
Die Forscher fanden heraus, dass obwohl das Lipidom jedes Einzelnen eine charakteristische Signatur hat, die im Laufe der Zeit stabil bleibt,
Über die Stanford University
Die Stanford University wurde im Jahr 1885 gegründet und hat sich im Laufe der Jahre zu einer der renommiertesten Bildungseinrichtungen weltweit entwickelt.
Die Stanford University, offiziell Leland Stanford Junior University, wurde im Jahr 1885 von Leland und Jane Stanford gegründet und öffnete ihre Tore im Jahr 1891. Sie wurde zu Ehren ihres verstorbenen Sohnes, Leland Stanford Jr., gegründet. Die Universität hat sich zu einer der weltweit führenden Forschungseinrichtungen entwickelt und liegt im Herzen des Silicon Valley in Kalifornien, USA.
Mehr als 20 ihrer Angehörigen wurden mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Zu den prominenten Absolventen gehören Unternehmer, Politiker und Künstler. Die Universität beherbergt mehr als 16.000 Studierende. Ein Studienjahr an Stanford kann Kosten zwischen 50.000 bis 70.000 US-Dollar verursachen, je nach Studiengang und Lebenshaltungskosten. Es gibt jedoch zahlreiche Förderstipendien für begabte Studierende. Bewerber können Fördermittel über das Financial Aid Office der Universität beantragen.
Stanford University hat im Laufe ihrer Geschichte viele bedeutende Wissenschaftler hervorgebracht, von denen einige mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurden. Hier sind einige der Stanford-Universität zugeordneten Nobelpreisträger und ihre Auszeichnungen: Felix Bloch, Physik (1952) - Für seine Entdeckung der Magnetresonanz in festen Stoffen.
William Shockley, Physik (1956) - Für die Erfindung des Transistors. Es sollte jedoch beachtet werden, dass Shockley's späteres Verhalten und seine Ansichten zur Rassentheorie kontrovers waren.
Arthur Kornberg, Medizin (1959) - Für seine Arbeit über die Synthese von DNA.
Paul Berg, Chemie (1980) - Für seine grundlegenden Untersuchungen über die Biochemie der Nukleinsäuren, mit besonderer Berücksichtigung der rekombinanten DNA.
Roger Kornberg, Chemie (2006) - Für seine Arbeiten zur molekularen Basis der Eukaryotischen Transkription. Interessanterweise ist Roger Kornberg der Sohn von Arthur Kornberg.
Michael Levitt, Chemie (2013) - Für die Entwicklung von Multiskalenmodellen für komplexe chemische Systeme.
Alvin E. Roth, Wirtschaftswissenschaften (2012) - Für die Theorie der stabilen Allokationen und die Praxis des Marktdesigns.
Es gibt natürlich noch viele weitere Nobelpreisträger, die an der Stanford University studiert oder gelehrt haben oder in anderer Weise mit der Universität verbunden waren. Diese Liste ist nicht abschließend, zeigt aber einige der herausragenden Gelehrten, die mit Stanford verbunden sind.
Über das Human Genome Project
Das Human Genome Project (HGP) war ein internationales Forschungsprojekt, das das Ziel hatte, das gesamte Erbgut des Menschen zu entschlüsseln. Es wurde 1990 offiziell gestartet und im Jahr 2003 erfolgreich abgeschlossen.
Beteiligte Wissenschaftler und Einrichtungen
Das HGP war ein Zusammenarbeit zahlreicher Wissenschaftler und Institutionen weltweit. Zu den Schlüsselpersonen und führenden Institutionen gehören: Dr. Francis Collins - Er war der Direktor des National Human Genome Research Institute (NHGRI) und leitete das HGP auf der US-amerikanischen Seite.
Die Rolle der USA
Dr. Craig Venter - Er war der Leiter von Celera Genomics, einem privaten Unternehmen, das parallel zum HGP die Sequenzierung des menschlichen Genoms betrieb. Venter entwickelte eine alternative Methode zur Sequenzierung und schuf eine gewisse Konkurrenz zum HGP, was den Prozess beschleunigte.
Dr. John Sulston und Dr. Bob Waterston - Sie spielten eine entscheidende Rolle bei der Sequenzierung des C. elegans-Genoms, eines Modellorganismus, der vor dem menschlichen Genom sequenziert wurde, um Techniken zu perfektionieren.
Dr. James D. Watson - Ein Co-Entdecker der DNA-Struktur, war der erste Leiter des HGP.
Zu den beteiligten anglikanischen Einrichtungen gehörten: National Institutes of Health (NIH), USA, Wellcome Trust Sanger Institute, Großbritannien, Baylor College of Medicine, USU, Washington University in St. Louis, USA. Hinzu kommen viele andere Einrichtungen in verschiedenen Ländern wie Japan, Frankreich und Deutschland.
Die Rolle von Deutschland, Japan, Frankreich
Deutschland spielte eine wichtige Rolle bei dieser bahnbrechenden Forschung. Mehrere deutsche Forschungseinrichtungen und Universitäten waren daran beteiligt, darunter das Max-Planck-Institut für Molekulargenetik in Berlin und das Deutsche Krebsforschungszentrum in Heidelberg. Einer der bekanntesten deutschen Wissenschaftler, die an dem Projekt beteiligt waren, war Hans Lehrach vom Max-Planck-Institut.
Japan, ein weiteres Land mit einer reichen Tradition in der biologischen Forschung, brachte ebenfalls mehrere Institutionen in das Projekt ein. Hierzu gehörte das renommierte RIKEN-Institut, das maßgeblich an der Sequenzierung bestimmter Chromosomen beteiligt war.
Frankreichs Beteiligung erfolgte vor allem über das Genoscope in Évry, einem Vorort von Paris. Dieses Institut wurde speziell für groß angelegte Sequenzierungsprojekte gegründet und war ein Schlüsselakteur in Europas Beitrag zum Human Genome Project.
Es ist wichtig zu betonen, dass die Sequenzierung des menschlichen Genoms ein beispielloses Maß an internationaler Zusammenarbeit erforderte. Während die genannten Institutionen und Länder beitrugen, waren sie nur ein kleiner Teil eines globalen Netzwerks von Forschern und Einrichtungen, die gemeinsam arbeiteten, um eines der größten wissenschaftlichen Rätsel unserer Zeit zu lösen. Dieses kollektive Bestreben veranschaulicht die Macht der Zusammenarbeit in der Wissenschaft und wie Grenzen überschritten werden können, um das Wissen und Verständnis der Menschheit zu erweitern.
Prominente Abgänger an der Stanford Universität
Bemerkenswerte Alumni und Fakultäten: Zusätzlich zu den Nobelpreisträgern hat die Stanford University zahlreiche erfolgreiche Unternehmer, Ingenieure, Schriftsteller und öffentliche Persönlichkeiten hervorgebracht, darunter die Mitbegründer von Unternehmen wie Google, Netflix und WhatsApp. Zu den bekanntesten Absolventen gehören:
Sundar Pichai, CEO von Google und Alphabet, 53 Jahre, studierte Materialwissenschaften und Ingenieurwesen und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
Larry Page, Mitbegründer von Google, 53 Jahre, studierte Informatik und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
Sergey Brin, Mitbegründer von Google, 52 Jahre, studierte Mathematik und Informatik und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
Mark Zuckerberg, CEO von Meta, 38 Jahre, studierte Psychologie und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Arts ab.
Jeff Bezos, Gründer von Amazon, 58 Jahre, studierte Elektrotechnik und Computerwissenschaften und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
Elon Musk, CEO von Tesla und SpaceX, 51 Jahre, studierte Physik und Wirtschaft und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Arts ab.
Azim Premji, indischer Geschäftsmann, 83 Jahre, studierte Elektrotechnik und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
Mukesh Ambani, indischer Geschäftsmann, 65 Jahre, studierte Chemie und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
Parag Agrawal, ehemaliger CEO von Twitter, 38 Jahre, studierte Materialwissenschaften und Ingenieurwesen und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
Weitere prominente Absolventen der Stanford University:
Steve Jobs, Mitbegründer von Apple, 1955-2011, studierte Informatik und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Arts ab.
Bill Gates, Mitbegründer von Microsoft, 67 Jahre, studierte Informatik und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
Larry Ellison, CEO von Oracle, 78 Jahre, studierte Mathematik und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Science ab.
George Lucas, Regisseur und Produzent, 78 Jahre, studierte Film und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Arts ab.
Steven Spielberg, Regisseur und Produzent, 77 Jahre, studierte Film und schloss sein Studium mit einem Bachelor of Arts ab.
Maya Angelou, Schriftstellerin und Dichterin, 1928-2014, studierte Englisch und schloss ihr Studium mit einem Bachelor of Arts ab.
Hillary Clinton, ehemalige US-Außenministerin, 74 Jahre, studierte Recht und schloss ihr Studium mit einem Juris Doctor ab.
Barack Obama, ehemaliger US-Präsident, 61 Jahre, studierte Jura und schloss sein Studium mit einem Juris Doctor ab.
Anmerkungen:
Larry Page und Sergey Brin verließen Stanford im Jahr 1995, bevor sie ihr Studium abschlossen, um Google zu gründen.
Steve Jobs brach sein Studium an der Reed College nach einem Semester ab, um sich auf seine Karriere als Unternehmer zu konzentrieren.
Bill Gates und Paul Allen gründeten Microsoft, während sie noch an der Harvard University studierten.
Maya Angelou brach ihr Studium an der Wayne State University nach zwei Jahren ab, um als Tänzerin und Sängerin zu arbeiten.
Hillary Clinton und Barack Obama waren beide Mitglieder der Stanford Law School Review.
Zahlen und Fakten
Etwa 17.000 Studenten sind an der Stanford University eingeschrieben.
Die durchschnittlichen Studiengebühren liegen bei rund 50.000 bis 70.000 US-Dollar pro Jahr, wobei es zahlreiche finanzielle Hilfsprogramme gibt.
Um ein Förderstipendium zu erhalten, müssen die Studierenden finanzielle Bedürftigkeit nachweisen und einen Antrag beim Financial Aid Office der Universität stellen.
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