April 2005 | Johannes Berger

RESEARCHER OF THE MONTH, April 2005

Die Jury „Researcher of the Month“ verleiht die Auszeichnung für diesen Monat an Herrn Ao. Univ.-Prof. Dr. Johannes Berger anlässlich der Zuerkennung des EU-Forschungsprojekts „Integrated project to decipher the biological function of peroxisomes in health and disease“ ( EU-Contract No. LSHG-CT-2004-512018, Projektbeginn 1. Jänner 2005). Dieses mit 8 Millionen € geförderte Projekt wird von Johannes Berger koordiniert und ist eine Kooperation von insgesamt 17 europäischen Forschergruppen: Österreich (4 einschließlich jener von Prof. Berger), Deutschland (4), Belgien, Niederlande (je 2), Finnland, Frankreich, Italien, Portugal und Schweden (jeweils 1). Die erfolgreiche Einwerbung dieses Großprojekts durch Prof. Berger wird entscheidend dazu beitragen, unsere derzeit noch unzureichenden Kenntnisse über Peroxisomen – funktionell wichtige und bei einer Reihe von Erkrankungen betroffene Zellorganellen - maßgeblich zu erweitern und zu vertiefen, und ist unter den herrschenden Bedingungen einer extrem hohen internationalen Kompetition eine besondere wissenschaftliche und organisatorische Leistung. Nicht zuletzt trägt auch der an der MUW verbleibende Anteil der eingeworbenen Fördermittel zur Finanzierung der Forschungsaktivitäten der MUW bei.

Peroxisomen im gesunden und kranken Menschen
Peroxisomen sind subzelluläre Organellen, die in variabler Zahl und Größe in allen eukaryotischen Zellen mit Ausnahme der reifen Erythrozyten vorkommen und eine Fülle von lebensnotwendigen Funktionen ausüben. Die späte Entdeckung der Peroxisomen im Jahre 1950 sowie die langjährige Unterschätzung dieser Zellorganellen führte dazu, dass die Peroxisomen auch heute noch die schlechtest charakterisierten Organellen unseres Körpers sind. Erst 1982/1983 wurde die Bedeutung der Peroxisomen für den menschlichen Organismus durch die Identifizierung peroxisomaler Veränderungen als Ursache für das Zellweger-Syndrom, eine genetische, tödlich verlaufende degenerative Erkrankung, erkannt.

Zur Zeit kennt man 13 genetische Erkrankungen, die durch fehlerhafte oder fehlende Peroxisomen hervorgerufen werden. Trotz der relativ geringen Häufigkeit der einzelnen peroxisomalen Erkrankungen stellen sie in Summe eine beträchtliche Bürde für die Patienten, deren Familien und die Gesellschaft dar. Die häufigste peroxisomale Erkrankung ist die X-chromosomale Adrenoleukodystrophie, eine neurodegenerative, z.T. entzündliche Erkrankung, die durch den Hollywoodfilm „Lorenzos Öl“ auch in der Öffentlichkeit bekannt wurde. Darüber hinaus finden sich zunehmend Hinweise auf eine Beteiligung peroxisomaler Veränderungen an der Entstehung häufiger Erkrankungen mit komplexer Genetik wie Arteriosklerose, Krebs oder Alzheimer-Krankheit bzw. an der Modulation dieser Krankheitsverläufe.

In dem von Johannes Berger am Hirnforschungsinstitut der MUW koordinierten Forschungsprojekt kooperieren 17 Arbeitsgruppen aus neun europäischen Ländern, um das Proteom (die Proteinzusammensetzung) und das Metabolom (die metabolischen Funktionen) der Peroxisomen aufzuklären. An diesem Projekt sind international führende Arbeitsgruppen beteiligt; so hat sich z.B. Prof. Meyer aus Bochum, der das Proteom der Mitochondrien aufgeklärt hat, im Rahmen dieses Projekts das Ziel gesetzt, das Proteom der Peroxisomen aufzuklären; kooperativ wird in der Arbeitsgruppe von Prof. Berger eine neue Methode etabliert, mittels welcher die Peroxisomen über einen Zweistufen-Prozess affinitätschromatographisch aufgereinigt werden können. Hauptanliegen der Arbeitsgruppe von Berger wiederum ist die Untersuchung der Peroxisomen im Gehirn gesunder und kranker Menschen. Ein wichtiger Fokus des EU-Projekts ist auf die Charakterisierung der Rolle der Peroxisomen in der Pathogenese häufiger Erkrankungen gerichtet. Mit Hilfe der Bioinformatik werden bestehende sowie neu erstellte gene-expression Datenbanken auf Dysregulationen peroxisomaler Gene untersucht. Über die Grundlagenforschung zur Charakterisierung der Funktionsweise der Peroxisomen sowie deren dynamischen Veränderungen hinaus zielt das Projekt auf die Entwicklung anwendungsorientierter Produkte, wie etwa Tests zur Früherkennung von Tumoren.

Herr Berger beschäftigt sich seit über zwölf Jahren mit der Aufklärung molekularer Mechanismen lysosomaler und peroxisomaler Erkrankungen und hat in diesem Zusammenhang nicht nur neue peroxisomale Enzyme entdeckt, sondern auch neue mögliche Therapieansätze für die X-chromosomale Adrenoleukodystophie vorgeschlagen.

Persönliches
Dr. Johannes Berger, Jahrgang 1964, studierte Biologie, Studienzweig Genetik, an der Universität Wien und absolvierte seine Dissertation am Sandoz Forschungsinstitut in der Abteilung Antiretrovirale Therapie. 1992 begann er als Universitätsassistent am Neurologischen Institut (jetzt Klinisches Institut für Neurologie der MUW) und wurde dort im Arbeitsbereich Neurochemie in biochemische und diagnostische Aspekte lysosomaler und peroxisomaler genetischer Stoffwechselerkrankungen eingeführt. Er gründete 1993 eine eigenständige Arbeitsgruppe für Neuromolekularbiologie, habilitierte sich für Molekulare Biologie und übersiedelte mit seiner Arbeitsgruppe 1999 in das jetzige Zentrum für Hirnforschung. 2003 habilitierte sich Berger auch für Biochemie an der Universität Wien. Er ist Träger des Kardinal-Innitzer-Förderungspreises (2001) und des Otto Loewi-Preis der Firma GlaxoSmithKline, vergeben durch die Österreichische Neurowissenschaftliche Gesellschaft (2003), sowie Gutachter einer Reihe internationaler Journale, darunter J Biol Chem, Hum Mol Genet, Hum Genet, Hum Mutat, J Medical Genet, Mol Gen Metabol, Eur J Hum Genet.

Literatur

1. Berger J,Gmach M, Mayr, Molzer B, Bernheimer H. (1999) Coincidence of two novel arylsulfatase A alleles and mutation 459+1G>A within a family with metachromatic leukodystrophy: molecular basis of phenotypic heterogeneity. Hum Mutat 13: 61-68. 
2. Berger J, Molzer B, Fáe I and Bernheimer H (1994) X-linked adrenoleuko-dystrophy (ALD): A novel mutation of the ALD gene in 6 members of a family presenting with 5 different phenotypes. Biochem Bioph Res Comm 205: 1638-1643. 
3. Berger J, Truppe C, Neumann H, Forss-Petter S (1998). A novel relative of the very long-chain acyl-CoA synthetase and fatty acid transporter protein genes with a distinct expression pattern. Biochem Bioph Res Comm 247: 255-260. 
4. Berger J, Truppe C, Neumann H, Forss-Petter S (1998). cDNA cloning and mRNA distribution of a mouse very long-chain acyl-CoA synthetase. FEBS Letters 425: 305-309. 
5. Netik A, Forss-Petter S, Holzinger A, Molzer B, Unterrainer G,Berger J (1999) Adrenoleukodystrophy-related protein can functionally compensate for adrenoleukodystrophy protein deficiency (X-ALD): iplications for therapy. Hum Mol Genet 8: 907-913. 
6. Unterrainer G, Molzer B, Forss-Petter S, Berger J (2000) Coexpression of mutated adrenoleukodystrophy protein reduces wild-type protein function: Implication for gene therapy in X-linked adrenoleukodystrophy. Hum Mol Genet 9: 2609-2616. 
7. Weinhofer I, Forss-Petter S, Zigman M, Berger J (2002) Cholesterol regulates ABCD2 expression: Implication for therapy of X-linked adrenoleukodystrophy. Hum Mol Genet 11: 2701-2708. 
8. Fraisl P, Forss-Petter S, Zigman M, Berger J (2004) Murine bubblegum orthologue is a microsomal very long-chain acyl-CoA synthetase. Biochem J 377: 85-93.
9. Berger J, Forss-Petter S, Özen I, Weinhofer I (2005) Pharmacological treatment based on gene redundancy: a novel therapeutic approach for X-linked adrenoelukodystrophy In: Berger J., Stöckler-Ipsiroglu S, Köhler W (eds); X-linked Adrenoleukodystrophy: Present State and Future Perspectives. SPS Verlag Heilbronn (in press).