Type 2 diabetes (T2D) is a prevalent metabolic disorder affecting approximately 529 million people globally, with an estimated increase to 1.27 billion by 2050. This condition is characterized by chronic, uncontrolled hyperglycemia, resulting from insufficient insulin secretion by pancreatic beta cells in relationship to metabolic needs due to elevated insulin resistance. Accordingly, a reduction of the functional beta cell mass is a key aspect of T2D pathogenesis. Recently, our transcriptomic analyses of laser-captured micro-dissected pancreatic islets from human living donors, identified G3BP1, which codes for a RNA-binding protein, to be among the most significantly downregulated genes in donors with T2D compared to normoglycemic individuals. This finding prompted us to investigate the role of G3BP1 in pancreatic beta cell function. Beta cells are specialized in maintaining glucose homeostasis, secreting insulin into the bloodstream in response to elevated blood glucose levels. These cells synthesize insulin at an impressive rate, exceeding 3,000 molecules per minute per cell. Given that insulin transcription is not immediate post-glucose stimulation, the regulation of insulin mRNA translation relies predominantly on post-transcriptional mechanisms. Several RNA-binding proteins (RBPs) have been identified to regulate insulin mRNA translation, notably PTBP1, which binds to the 3’ and 5’ UTRs, enhancing translation and stabilizing the transcript. Building on this, our research focused on evaluating the potential function of the RBP G3BP1 in beta cell function. G3BP1 is prominently known for its role in the formation of stress granules, membraneless phase-separated bodies comprising various mRNAs, small ribosomal subunits (40S), and RBPs. Their primary function is to halt translation, conserving energy during stress. However, our previous findings indicated the presence of G3BP1+ condensates under resting glucose concentrations, suggesting a non-stress induced response. The aim of this thesis was to investigate whether the presence of these G3BP1+ condensates signify a physiological response and to determine the specific function of G3BP1 in beta cells. Initially, in MIN6-K8 insulinoma cells G3BP1 and its paralog G3BP2 were observed in condensates that colocalize with Ins1/2 mRNA at resting glucose concentrations. Significantly, these G3BP1/2+ condensates dissolved upon shifting to stimulating glucose concentrations, as assessed by immunohistochemistry coupled with RNA FISH. Subsequently, a stress response could be excluded upon discovering that eIF2 activation was substantially lower under glucose-only conditions compared to glucose plus an oxidative stress agent, sodium arsenate. Additionally, it was found that under glucose-only conditions, signaling predominantly involved AMPK- activation. Following this, G3BP1 and G3BP2 single knockout cell lines were created using CRISPR-Cas9 genomic editing. In these cell lines, G3BP1, in contrast to G3BP2, proved essential for maintaining appropriate levels of insulin transcript variants and pro-insulin levels, as measured by qPCR and ELISA. Moreover, G3BP1 was crucial for facilitating polysome peak enrichment after glucose stimulation, as made evident through polysomal profiling. Interestingly, unlike insulin, other secretory granule proteins did neither exhibit similar patterns in transcript localization to G3BP1+ condensates, nor showed comparable transcript/protein level changes in G3BP1 knockout cells. Additionally, other insulin secretagogues such as Exendin-4 and palmitic acid induced a reduction in G3BP1+ condensates under resting glucose conditions, though not as pronounced as with stimulating glucose levels. In contrast, KCl led to an increase in G3BP1+ condensates under resting conditions, suggesting it may act as a stressor for beta cells. Importantly, the observed phenotype of G3BP1/2+ condensate presence co-localizing with Ins1/2 mRNA in resting glucose conditions and their subsequent dissolution in stimulating conditions were validated in mouse and human primary beta cells. This was particularly evident in mouse dispersed pancreatic islet cells and fresh human pancreatic islets, using immunohistochemistry with RNA FISH or RNAscope, respectively. Moreover, INS mRNA+ granular structures that partially co-localized with G3BP1+ signal were identified in frozen human pancreatic tissue sections from non-diabetic living donors, an important finding as these tissues were immediately snap-frozen post-extraction. The novelty of these findings lies in identifying a process typically associated with stress conditions that also occurs in physiological conditions, likely utilizing similar machinery to the stress related response. This discovery unveils new molecular mechanisms for investigating the pathogenesis of T2D, thereby paving the way for more focused research and the identification of novel therapeutic targets for its treatment. / Typ-2-Diabetes (T2D) ist eine weit verbreitete Stoffwechselerkrankung, von der weltweit etwa 529 Millionen Menschen betroffen sind, mit einer geschätzten Zunahme auf 1,27 Milliarden bis 2050. Diese Erkrankung ist gekennzeichnet durch chronische, unkontrollierte Hyperglykämie, die auf unzureichende Insulinsekretion durch pankreatische Betazellen im Verhältnis zu den metabolischen Bedürfnissen des Organismus aufgrund erhöhter Insulinresistenz peripheren Gewebes zurückzuführen ist. Entsprechend ist eine Reduktion der funktionellen Betazellmasse ein Schlüsselaspekt der T2D-Pathogenese. Kürzlich identifizierten unsere transkriptomischen Analysen aus Laser mikrodissezierten Pankreasinseln von lebenden menschlichen Spendern G3BP1, eine Gensequenz welche ein RNA-bindendes Protein kodiert, als eines der am stärksten herunterregulierten Gene bei Spendern mit T2D im Vergleich zu normoglykämischen Individuen. Dieser Befund veranlasste uns, die Rolle von G3BP1 in der Funktion von Betazellen zu untersuchen. Betazellen sind darauf spezialisiert, die Glukosehomöostase aufrechtzuerhalten, indem sie Insulin in den Blutkreislauf abgeben, wenn der Blutzuckerspiegel erhöht ist. Diese Zellen synthetisieren Insulin mit einer beeindruckenden Rate, die mehr als 3.000 Moleküle pro Minute pro Zelle übersteigt. Da die Insulintranskription nach Glukosestimulation nicht sofort eintritt, beruht die Regulation der Insulin-mRNA-Übersetzung hauptsächlich auf posttranskriptionellen Mechanismen. Mehrere RNA-bindende Proteine (RBPs) wurden identifiziert, welche die Insulin-mRNA-Übersetzung regulieren. Unteranderem PTBP1, das an die 3’- und 5’-UTRs bindet, und so die Translation verstärkt und das Transkript stabilisiert. Aufbauend darauf konzentrierte sich unsere Forschung auf die Bewertung der potenziellen Funktion des RBP G3BP1 in Betazellen. G3BP1 ist vor allem für seine Rolle bei der Bildung von Stressgranula bekannt. Diese sind membranlose, phasenseparierte Kondensate, die aus verschiedenen mRNAs, kleinen ribosomalen Untereinheiten (40S) und RBPs bestehen. Ihre Hauptfunktion ist es, die Translation zu stoppen und Energie während Zellstresses zu konservieren. Unsere früheren Ergebnisse wiesen jedoch auf das Vorhandensein von phasenseparierten G3BP1+ Kondensaten unter Ruheglukosekonzentrationen hin, was auf eine physiologische statt einer stressbedingten Reaktion hinweisen könnte. Das Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, ob das Vorhandensein dieser G3BP1+ Kondensate eine physiologische Reaktion darstellt, und die spezifische Funktion von G3BP1 in Betazellen zu bestimmen. Zunächst wurden in MIN6-K8 Insulinomzellen G3BP1 und sein Paralog G3BP2 in Kondensaten beobachtet, die mit Insulin-mRNA bei Ruheglukosekonzentrationen kolokalisierten. Auffällig war, dass sich diese G3BP1/2+ Kondensate bei dem Wechsel zu stimulierenden Glukosekonzentrationen auflösten, wie durch Immunhistochemie in Kombination mit RNA FISH beurteilt wurde. Anschließend wurde eine Stressreaktion ausgeschlossen, nachdem beobachtet wurde,, dass die eIF2-Aktivierung unter Glukosebedingungen wesentlich geringer war als unter der gleichzeitigen Zugabe von Glukose und einem oxidativen Stressmittel, Natriumarsenat. Außerdem wurde festgestellt, dass unter Glukosebedingungen die Signalgebung hauptsächlich auf einer AMPK--Aktivierung beruht. Daraufhin wurden G3BP1- und G3BP2-Einzelknockout-Zelllinien mit CRISPR-Cas9-Genomeditierung erstellt. In diesen Zelllinien erwies sich G3BP1 im Gegensatz zu G3BP2 als unerlässlich für die Aufrechterhaltung angemessener Spiegel von Insulin-Transkriptvarianten und Pro-insulinspiegeln, gemessen durch qPCR und ELISA. Darüber hinaus war G3BP1 entscheidend für die Erleichterung der Polysomenpeakanreicherung nach Glukosestimulation, was durch polysomales Profiling deutlich wurde. Interessanterweise zeigten im Gegensatz zu Insulin andere sekretorische Granulproteine weder ähnliche Muster in der Transkriptlokalisierung zu G3BP1+ Kondensaten, noch vergleichbare Transkript-/Proteinleveländerungen in G3BP1-Knockout-Zellen. Außerdem induzierten andere Insulinsekretagoge wie Exendin-4 und Palmitinsäure eine Reduktion von G3BP1+ Kondensaten unter Ruheglukosebedingungen, allerdings nicht so ausgeprägt wie bei stimulierende Glukosespiegel. Im Gegensatz dazu führte KCl zu einer Zunahme von G3BP1+ Kondensaten unter Ruhebedingungen, was darauf hindeutet, dass es als Stressor für Betazellen wirken könnte. Wichtig ist, dass der beobachtete Phänotyp des Vorhandenseins von G3BP1/2+ Kondensaten, die mit Insulin-mRNA unter Ruheglukosebedingungen kolokalisieren und sich unter stimulierenden Bedingungen auflösen, in primären Maus- und menschlichen Betazellen validiert wurde. Dies war besonders deutlich in der Immunhistochemie mit RNA FISH bzw. RNAscope von disseminiert Maus-Pankreasinselzellen und frischen menschlichen Pankreasinseln., Darüber hinaus wurden in gefrorenen menschlichen Pankreasgewebeschnitten von nicht-diabetischen, lebenden Spendern INS-mRNA+ granuläre Strukturen identifiziert, die teilweise mit G3BP1+ Kondensaten kolokalisierten.Das ist ein wichtiger Befund, da diese Gewebe unmittelbar nach der Entnahme schockgefroren wurden, was darauf hindeutet, dass diese Strukturen unter physiologischen Bedingungen vorhanden sind. Die Neuheit dieser Erkenntnisse liegt darin, einen Prozess zu identifizieren, der typischerweise mit Stressbedingungen assoziiert ist, der aber auch unter physiologischen Bedingungen auftritt und wahrscheinlich eine ähnliche Maschinerie verwendet, jedoch durch physiologische statt stressbedingte Antworten ausgelöst wird. Diese Entdeckung enthüllt neue molekulare Mechanismen für die Untersuchung der Pathogenese von T2D und ebnet damit den Weg für gezieltere Forschung und die Identifizierung neuer therapeutischer Ziele für deren Behandlung.