Patrik Tschudin

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3. Februar 2012
von Patrik Tschudin
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frei assoziiert: Muttermilch, microRNA und kindliche Lunge?

Der Schweizerische Nationalfonds berichtet heute in dieser Mitteilung über die Befunde einer Forschungsarbeit der Berner Sozial- und Präventivmedizinerin Claudia Kühni:

Im Vergleich zu Kindern, die keine Muttermilch erhalten haben, weisen Kinder, die während vier Monaten oder länger an der Brust gestillt worden sind, bessere Lungenfunktionswerte im Schulalter auf. Zu diesem Schluss gelangt eine vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützte Studie.
(…) Bei den 273 Kindern, deren Mütter an Asthma leiden, zeigt sich sogar, dass sich das Stillen nicht nur auf die Freiheit des Atmens, sondern auch auf die Grösse der Lunge auswirken könnte: Die Kinder hatten im Schnitt ein umso grösseres Atemzugvolumen, je länger sie gestillt wurden.
Aufgrund ihrer statistischen Auswertungen scheint es den Forschenden unwahrscheinlich, dass diese Wirkung nur auf die in der Milch enthaltenen Abwehrstoffe zurückzuführen ist. Diese reduzieren zwar die Häufigkeit von Atemwegsinfekten in den ersten Lebensjahren und könnten sich so positiv auf die Lungenfunktion auswirken, doch in der untersuchten Kohorte erklären sie den beobachteten Zusammenhang zwischen Stilldauer und Lungenfunktion nicht.
«Deshalb denken wir, dass auch ein direkter Effekt auf die Lunge besteht», sagt Kühni. Vielleicht enthält die Muttermilch hormonähnliche Substanzen, die das Wachstum und die Widerstandsfähigkeit der Lunge fördern. Oder vielleicht werden die Lungen beim Saugen an der Brust – was deutlich anstrengender ist als das Trinken aus der Flasche – mechanisch stimuliert. «Dies sind im Moment noch Spekulationen», sagt Kühni.(…)

Als ich das sah, ging mir durch den Kopf, was ich – eher zufällig – las während der Recherche zur Sendung Kontext mit dem Titel “Kann Pflanzenerbgut unsere Gene steuern?“: “microRNA as a new immune-regulatory agent in breast milk” und “Immune-related MicroRNAs are Abundant in Breast Milk Exosomes“. Ob vielleicht die offenbar von der Mutter durch die Milch zum Kind übertragene microRNA mit eine Rolle spielt bei der Entwicklung der kindlichen Lunge? Nur so ein Gedanke. You never know…

1. Februar 2012
von Patrik Tschudin
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Computeranimationen aus dem Zellinneren

Gestern bin ich zufällig über diesen TED-Talk des Australiers Drew Berry gestolpert:

Ein bisschen Suchen spülte diese Videos aus derselben “Küche” ins Resultatfenster:

Ziehen die computeranimierten bildgebenden Verfahren und ihre vielfältigen Verführungen jetzt definitiv auch in der Molekularbiologie ein? Ich als Dummy sass jedenfalls vor den Trickfilmen und dachte: „Wow, so cool!“

17. Januar 2012
von Patrik Tschudin
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Kann Pflanzenerbgut unsere Gene steuern?

Forschende an der Universität der chinesischen Stadt Nanjing sind einem bisher in der Biologie unbekannten Wirkungszusammenhang auf der Spur. Sie beobachteten erstmals, dass kleine Stücke des Erbguts von Pflanzen, so genannte MicroRNA, aufgenommen durch die Nahrung (konkret: Reis), das genetische Innenleben von Mäusezellen beeinflussten (Artikel bei Nature Cell Research, Communiqué dazu). Können andere Forschende diese Beobachtung aus China bestätigen, und der Weg der MicroRNA “mir168″ von der Pflanzenzelle, wo sie eine zentrale Rolle im Zellgeschehen spielt, unbeschadet durch den Verdauungstrakt, in die Leberzellen der Mäuse wird verstanden, eröffnen sich möglicherweise u.a. neue Wege für die medizinische Forschung. Eine Expedition an die Grenzen des etablierten Wissens über das Innenleben unserer Zellen – und darüber hinaus.
Es kommen zu Wort: Chen-Yu Zhang, Marc Bühler, Wilhelm Gruissem, Walter Doerfler, Hervé Vaucheret (Autor von “Research Highlight” zu Zhangs Artikel). Stimmen: Noemi Gradwohl & Patrik Tschudin, Foto: cc by visualpanic. Gesendet am 18.1.2012 in “Kontext”.

 

7. Januar 2012
von Patrik Tschudin
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für den Notizblock: microRNA, WTF?

Bei Wikipedia steht zu microRNA natürlich Einiges auf Deutsch und Englisch, klar. Die Basics sind da abzuholen. Als Radiomensch geb ich’s zwar ein wenig ungern zu, aber manchmal sagt ein Bewegtbild eben doch mehr, als viele Worte. Dieses Kurzvideo von biotechnologie.de, einer Site des Deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung, erklärt das Phänomen in ganz groben Zügen in 1 Minute und 17 Sekunden:

In diesem Video erklären einige führende Forscher in dem Gebiet die umfassende Rolle, die microRNA in Zellen spielt:

Je mehr ich darüber lese (oder in Videos sehe, zugegeben), desto faszinierter bin ich von den kleinen Dingern. Grad gestern Freitag erzählte mir Kollege Thomas Häusler, Biochemiker und Autor des Buches “gesund durch Viren“, von jüngeren Forschungsarbeiten, die zeigten, dass microRNA auch in unserem Gehirn aktiv ist bei der Neubildung von Nervenzellen. Davon berichtete z.B. scilogs vor gut 2 Jahren.

So ganz, ganz langsam beginne ich etwas besser zu verstehen, was es bedeutet, wenn Zhang et al. glauben zeigen zu können, dass pflanzliche microRNA, die wir durch die Nahrung aufnehmen, unbeschädigt durch den Verdauungstrakt, in den Blutkreislauf, in gewisse Organe gelangen kann und dort auf der Ebene der Genregulation innerhalb von Zellen aktiv wird. Bisher habe ich “nur” gelesen und gesehen von microRNA, die in der Zelle produziert wird und auch dort aktiv ist. Allenfalls kann, wie mir Marc Bühler am Telefon erklärte, microRNA innerhalb eines Organismus von A nach B wandern, also in einer entfernten, anderen Zelle aktiv sein, als sie entstand. Aber dass microRNA von aussen, über die Nahrung aufgenommen, wirke, davon war bisher nirgends die Rede. Das ist das qualitativ Neue, und darum für einige Forschende Irritierende, an der chinesischen Arbeit. Ich bin sehr gespannt auf die Gespräche zu dem Thema mit Hervé Vaucheret, Walter Doerfler und Marc Bühler nächste Woche!

4. Januar 2012
von Patrik Tschudin
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DNA-Aufnahme durch die Verdauung

Im Zusammenhang mit Recherchen in Sachen “microRNA” hatte ich heute kurz Kontakt mit Prof. Walter Doerfler von der Uni Erlangen. Er teilte mir mit:

Wir haben beginnend 1988 bis in die ersten 2000-er Jahre untersucht, ob mit der Nahrung aufgenommene DNA die Passage durch den Gastrointestinaltrakt übersteht. Die Antwort war: ja und passager, in kleinen Mengen und in stark fragmentierter Form. Eine winzige Menge dieser DNA gelangt in die Blutbahn und in einige Organsysteme, auch wieder vorübergehend und ohne exprimiert zu werden. Proteine weden fast sofort, bereits im Magen und Duodenum abgebaut. Allerdings waren unsere Nachweismethoden für Proteine weniger empfindlich als die für DNA. RNA haben wir nicht untersucht.

Er wies mich zudem freundlicherweise auf einige seiner Publikationen hin:

  1. R. Schubbert, C. Lettmann, and W. Doerfler: Ingested foreign (phage M13) DNA survives transiently in the gastrointestinal tract and enters the bloodstream of mice. Mol. Gen. Genetics 242, 495-504, 1994.
  2. R. Schubbert, D. Renz, B. Schmitz, and W. Doerfler: Foreign (M13) DNA ingested by mice reaches peripheral leukocytes, spleen and liver via the intestinal wall mucosa and can be covalently linked to mouse DNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94, 961-966, 1997.
  3. W. Doerfler, and R. Schubbert: Fremde DNA im Säugersystem: DNA aus der Nahrung gelangt über die Darmschleimhaut in den Organismus. Deutsches Ärzteblatt 94, 3465-3470, 1997.
  4. U. Hohlweg and W. Doerfler: On the fate of plant or other foreign genes upon the uptake in food or after intramuscular injection in mice. Mol. Genet. Genomics 265, 225-233, 2001

Nächste Woche kann ich mich am Telefon mit ihm unterhalten.

3. Januar 2012
von Patrik Tschudin
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Pflanzliche microRNA in unserer Nahrung “wirke”…

… das stellten jedenfalls Ende September 2011 Zhang et al. vom “Jiangsu Engineering Research Center for MicroRNA Biology and Biotechnology, State Key Laboratory of Pharmaceutical Biotechnology, Nanjing University, China” in ihrem Paper “Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: an evidence of cross-kingdom regulation by microRNA” fest. Im Communiqué zu ihrer Arbeit schreiben die Forschenden über die Bedeutung ihrer Arbeit:

the potential significances of this finding would be:

  1. has significantly expanded the functions of miRNAs;
  2. is an extremely intriguing and novel idea that has far-ranging implications for human health and metabolism
  3. shed new light on our understanding of cross-domain (such as animal-plant) interactions, or perhaps even the ‘co-evolution’, and to open new ways of thinking about regulation of miRNAs, and about the potential roles of exogenous miRNAs such as those from food, plants and insects in prey-predator interactions
  4. provides evidence that plant miRNAs maybe the seventh “nutrient” in the food (the six others are: H2O, protein, FFA, carbohydrate, vitamins and real elements)
  5. provides a novel mechanism of development of metabolic disorder
  6. provides evidence that plant miRNAs may represent essential functional molecules in Chinese traditional herb medicine

Diese Aussagen sind natürlich hochspekulativ und formuliert von der PR-Abteilung der Nanjing Universität und darum mit grösster Vorsicht zu geniessen… Kurz nach der Veröffentlichung in “Cell Research” berichtete Cristina Luiggi darüber in “The Scientist” in einem gut verständlichen Text. Das Paper ist wenig später auch der gentechkritischen Organisation inf’OGM aufgefallen. Und die mir bisher unbekannten Blogs “The Juxtaposition Ape” & “evolvify” (thanks for the Link, Miodrag!) berichteten darüber, dito “PopSci“, “Discover“, ebenso wie der renommierte “Scientific American“.
Ende Oktober hakte Hervé Vaucheret von der französischen INRA, “Filiale Versailles”, ebenfalls in Cell Research, nach und urteilte über das Paper von Zhang et al.:

With this study, the possible incidence of RNA contained in the food diet on animal/human health will certainly become an explosive field of investigation.

Inzwischen sei deswegen eine Journalistin von “Science et Vie” bei ihm gewesen, verriet er mir per Mail, als wir einen Interviewtermin ausmachten. Markus Stoffel von der ETH Zürich meinte heute am Telefon, “das ist eine heisse Kiste”, was da Zhang et al. beschrieben. Ihn überrasche vor allem die hohe Konzentration der RNA, die, laut dem Paper, in der Leber gemessen wurde. Dass DNA und RNA aus der Nahrung grundsätzlich unter gewissen Bedingungen aufgenommen und sogar aktiv werden können, sei bekannt. Er verwies auf die Arbeiten von Walter Doerfler. Dass, wie in dem Paper dargestellt, die RNA-Konzentration so hoch sein könne, dass sie in die Genregulierung eingreife, sei sehr erstaunlich. Dass solche Vorgänge überhaupt messbar seien, verdankten wir analytischen Methoden, die erst wenige Jahre alt sind. Er gab allerdings zu bedenken, dass die Forschergruppe aus China kaum bekannt sei, und das Journal “Cell Research” in dem Feld nicht zu den allerersten Adressen gehöre. Für eine abschliessende Bewertung des beschriebenen Zusammenhangs sei es darum viel zu früh, es fehlte zudem die unabhängige Bestätigung durch andere Forschende. Letzteres gab auch Vaucheret zu bedenken in seinem Mail.
Als nächstes versuche ich eine Einschätzung von Walter Doerfler zu erhalten. Er hat offenbar sogar ein ganzes Buch geschrieben, das thematisch zu dem Paper von Zhang et al. passt:

Stephanie Lahrtz (slz.) berichtete in der NZZ am 28. September über den Artikel von Zhang et al. unter dem Titel:

Lebensmittel reguliert Gen

und zitierte Marc Bühler vom FMI:

Für Marc Bühler, der am Friedrich-Miescher-Institut in Basel microRNA erforscht, sind die von den Chinesen vorgelegten Daten höchst erstaunlich. Ihn verwundert vor allem, dass MIR168a die Wanderung durch den sauren Magen überlebt hat, obwohl RNA-Moleküle sehr instabil sind. Unerwartet sei zudem, dass pflanzliche microRNA in tierischen Zellen eine Inhibitorfunktion ausüben könne. Die chinesischen Experimente müssten von anderen Forschern bestätigt werden, fordert er.
Sollte es sich wirklich bewahrheiten, dass pflanzliche microRNA problemlos in tierische Körperzellen gelangen und dort Gene regulieren können, hätte das auch Konsequenzen für die Medizin. Denn man wisse seit einiger Zeit, dass diverse microRNA Krebszellen an der unkontrollierten Vermehrung hindern könnten, erklärt Bühler. Doch bis anhin sei es noch nicht gelungen, die therapeutisch wirksamen Moleküle unversehrt an den gewünschten Zielort zu bringen. Vielleicht könne man die Verpackungsmethode von MIR168a imitieren.
Auch für Ernährungswissenschafter hätten die Daten eine grosse Bedeutung, sagt Bühler. Denn damit sei erstmals gezeigt, dass pflanzliche Inhaltsstoffe eine Wirkung auf Gene von Säugetieren hätten, möglicherweise sogar eine dauerhafte. Unklar ist momentan noch, ob dieser Mechanismus auch negative «Nebenwirkungen» von Lebensmitteln erklären könnte.

Leider hatte Witold Filipowicz vom FMI, mit dem ich in der Sache – allerdings erst Ende Oktober – Kontakt aufnahm (seine Reaktion: “Some of the findings are very provocative and survival of intact mature [single-stranded] miRNAs, even after boiling of rice to feed humans, in the intestinal tract is a bit surprising”), mich an die ETHZ weiterverwiesen, weil er keine Zeit fand, aber nicht an seinen jüngeren Kollegen unter dem gleichen Dach – warum auch immer. Der NZZ-Artikel ist mir durch die Lappen! Drum auch Bühler… Merde!

Note to self: Die Konferenz in Ascona auf dem Monte Verità vormerken: “International Conference: The reciprocal interactions of signaling pathways and non-coding RNA – 16-19 September 2012“. Da scheinen einige Fachleute zum Thema zusammenzukommen!

Nützliche Links: mir2diseases, mirnablog, miRBase.

23. Juli 2011
von Patrik Tschudin
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Brieftaubenexperimente in der Ukraine

Die Verhaltensforscherin Nicole Blaser unternimmt in der Ukraine Feldversuche zu ihrer Dissertation innerhalb des Projektes Behavioral and neural effects of gravitational anomalies on homing pigeon navigation. Im Rahmen der Sommerserie von “Wissenschaft DRS2″ konnte ich sie besuchen. Die Reportage geht heute über den Sender. Dies ist die ungekürzte Version davon:

Und dies sind meine Schnappschüsse von unterwegs, mittels iPhoto zu einer Diashow zusammengestellt und mit Ausschnitten aus “Ghosts” der Nine Inch Nails unterlegt:

14. Juli 2011
von Patrik Tschudin
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Zum Grund des Genfersees im U-Boot MIR-2

Die EPFL hatte eingeladen. Gestern durfte ich in MIR-2 die Forscherin Aureline Grange und den Piloten Victor begleiten. Hier Eindrücke dieser fünfeinhalb Stunden dauernden Reise in die Tiefen des Genfersees in Bewegt- und Standbild. Am Grund des Sees:

Die vielen Fotos von unterwegs als “Diashow” mit “Ghosts” der “Nine Inch Nails” als Soundtrack:

Mehr Videos: Hier.
UPDATE 26.7.2011: Die Reportage für Kontext auf DRS2, zu hören am 27.7.2011, in der ungekürzten Version:

12. Juli 2011
von Patrik Tschudin
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Gravitationsanomalien & Brieftauben


Vergangene Woche durfte ich die Biologin Nicole Blaser in der Ukraine, in Zavallya, besuchen. Sie unternimmt dort die Feldversuche zu ihrer Dissertation innerhalb des Projektes Behavioral and neural effects of gravitational anomalies on homing pigeon navigation. Der Bericht darüber ist geplant auf den 23.7.2011. Dies sind meine fotographischen Schnappschüsse von der Reise.