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Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin

Über die AG Sumara

Forschung

Um zu überleben, müssen sich Organismen an Schwankungen in der Verfügbarkeit von Nährstoffen anpassen können. Die spezifischen Antworten verschiedener Organe auf Hunger oder Nahrungsaufnahme werden durch ein komplexes Zusammenspiel von Hormonsignalen reguliert. Störungen in der Wahrnehmung von Nährstoffen führen zu Stoffwechselkrankheiten, inklusive Typ-2-Diabetes (T2D). Wir kombinieren genetische und biochemische Ansätze, um die komplexen Signale in verschiedenen Organen (z.B. Leber und Fettgewebe) bei Hunger, Nahrungsaufnahme und anderen physiologischen Zuständen zu verstehen.

Hormonregulation des Metabolismus

Fettgewebe und Leber sind entscheidend für die Anpassung sowohl an Nahrungsentzug als auch an Nahrungsaufnahme, da sie große Mengen Nährstoffe aufnehmen können und sie bei Bedarf freisetzen. Im gesättigten Zustand stimuliert Insulin die Ablagerung von Zuckern und Lipiden in der Leber und von Triglyceriden im Fettgewebe. Bei Nahrungsentzug reagiert das Fettgewebe auf den Mangel an Nährstoffen mit Lipolyse – der Mobilisierung und Freisetzung freier Fettsäuren (FFAs von free fatty acids) und von Glycerin durch Katabolismus gespeicherter Triglyceride. Die Leber catabolisiert bei Nährstoffmangel gespeicherte Polysaccharide und induziert die Gluconeogenese (de novo Glucose-Produktion) aus Glycerin und anderen Substraten. Aufnahme und Nutzung von Zucker in der Leber sinkt, stattdessen werden FFAs aus dem Fettgewebe beta-oxidiert und Ketonkörper produziert. Unkontrollierte Aktivierung der Hungerantwort in diesen Organen weitgehend unabhängig von Änderungen in der Nahrungsversorgung trägt zu Hyperglykämie und Hyperlipidämie bei, typischen Kennzeichen von T2D, die ein bedeutendes weltweites Gesundheitsproblem darstellt. 

Vor kurzem haben wir mit "gut-derived serotonin" (GDS) ein grundlegend neues Hormon in der Regulierung der Hungerantwort in Mäusen entdeckt. Wir haben gezeigt, dass GDS Lipolyse im Fettgewebe und Gluconeogenese in der Leber fördert, die Aufnahme von Glukose in der Leber aber hemmt. Interessanterweise reichte eine Hemmung der GDS-Synthese aus, Hyperglykämie und Hyperlipidämie in diabetischen Mäusen zu verringern. Die molekularen Mechanismen der GDS-Wirkung auf Fettgewebe und Leber sind allerdings unbekannt. Eine wichtige Aufgabe unseres Labors ist derzeit, diese Mechanismen mit einer Kombination gezielter und ergebnisoffener Ansätze zu verstehen.

Weitere Schwerpunkte legen wir auf die Identifikation neuer Signalkaskaden und hormoneller Signale in der Regulierung der Lipolyse im Fettgewebe und der Gluconeogenese, FFA Beta-Oxidation und Ketonkörperproduktion in der Leber mit genetischen und ergebnisoffenen Ansätzen.

Unsere Arbeitsgruppe wird durch das Emmy Noether-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Ausgewählte Publikationen

Sumara, G., Sumara, O., Kim, J., Karsenty, G. (2012) Gut-derived serotonin is a multifunctional determinant to fasting adaptation. Cell Metabolism, 16(5):588-600.


Sumara, G., Formentini, I., Collins, S., Sumara, I., Windak, R., Bodenmiller, B., Ramracheya, R., Caille, D., Jiang, H., Platt, K.A., Meda, P., Aebersold, R., Rorsman, P., Ricci, R. (2009) Regulation of PKD by the MAPK p38delta in insulin secretion and glucose homeostasis. Cell 136(2):235-48.

Team

Dr. Kai Cai

Postdoc
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef- Schneider- Str. 2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15
Raum:02.009

Rabih El-Merahbi

Doktorand/in
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef-Schneider-Str. 2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15
Raum:02.009

Manuela Erk

Technische Assistentin
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef- Schneider- Str. 2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15

Till Karwen

Doktorand/in
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef-Schneider-Str. 2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15
Raum:02.009

Mona Löffler

Doktorand/in
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef-Schneider-Str. 2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15
Raum:02.009

Angel Loza Valdes

Doktorand/in
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef-Schneider-Str. 2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15

Alexander Mayer

Doktorand/in
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef-Schneider-Str. 2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15
Raum:02.009

Dr. Grzegorz Sumara

Gruppenleiter
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef-Schneider-Str.2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15
Raum:02.007

Jonathan Trujillo

Doktorand/in
Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin
Universität Würzburg
Josef-Schneider-Str. 2
97080 Würzburg
Deutschland
Gebäude:Haus D15
Raum:02.009
Lehre

Position

Mitglied - Graduate School of Life Sciences
Supervisor - Biomedizin

Die Lehrveranstaltungen finden Sie hier

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Josef-Schneider-Straße 2
Haus D15
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