Untersuchungen zum Einfluss von Carnitin auf das miRNA-Expressionsprofil in Leber und Skelettmuskel beim wachsenden Schwein und dessen regulatorischer Einfluss auf verschiedene Target-Transkripte.

• Antragstellerin: Dr. Janine Keller
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 236119085

Aus neueren Untersuchungen geht hervor, dass Carnitin, neben seiner elementaren Funktion im Fettstoffwechsel als Cofaktor des Carnitinshuttle-Systems, Einfluss auf das Genexpressionsprofil in Leber und Skelettmuskel beim Schwein hat. So geht aus den eigenen Vorarbeiten hervor, dass Carnitin neben der Expression von Genen des Lipidstoffwechsels, der Glukoseaufnahme und des Glukoseabbaus auch Gene des IGF1/PI3K/Akt-Signalweges, des Proteinturnovers sowie der Apoptose in ihrer Expression beeinflusst. Neben diesen neuartigen Befunden sind weitere Mechanismen der carnitinvermittelten Gen- und Proteinregulation denkbar. Untersuchungen haben bereits bei verschiedenen Model-Organismen gezeigt, dass Veränderungen im Expressionsprofil von microRNAs (miRNAs) zu Veränderungen der Translation von korrelierten Transkripten und über eine Repression der Proteinsynthese zu variablen phänotypischen Modifikationen führen. Diese Veränderungen sind sowohl spezies-, rasse- und gewebespezifisch als auch vom entsprechenden Entwicklungsstadium des Organismus abhängig. Neuere Untersuchungen haben kürzlich gezeigt, dass nutritive Inhalts- und/oder Zusatzstoffe, wie beispielsweise konjugierte Linolsäuren das miRNA-Transkriptom beeinflussen können. Die Ergebnisse dieser Studien deuten daraufhin, dass die untersuchten Nahrungskomponenten direkt die Expression bestimmter miRNAs im Organismus verändern und dies letztlich über eine Beeinflussung der posttranskriptionellen Genregulation zu tiefgreifenden Veränderungen des Stoffwechsels führt. Es ist davon auszugehen, dass auch Carnitin das miRNA-Expressionsprofil beeinflusst und somit vielfältige Veränderungen bewirkt. Dies könnte einen neuen molekularen Mechanismus darstellen, über welchen Carnitin seine vielfältigen Wirkungen im Organismus vermittelt. In dem beantragten Projekt sollen daher folgende Fragestellungen beantwortet werden: Inwiefern beeinflusst eine Carnitinzulage oder aber ein sekundär induzierter Carnitinmangel das miRNA-Expressionsprofil in verschiedenen Geweben (Leber, Skelettmuskel) beim Nutztier Schwein (Fragestellung 1). Darüber hinaus stellt sich auf Basis der Identifizierung differenziell regulierter miRNAs aus Fragestellung 1 die Frage, welche Target-mRNAs downstream in ihrer Translation durch die miRNAs beeinflusst werden und welche Effekte auf diesem Wege auf einzelne Stoffwechselwege vermittelt werden (Fragestellung 2). Insgesamt sollen die geplanten Untersuchungen einen wesentlichen Beitrag zur Aufklärung möglicher, bislang unbekannter molekularer Wirkmechanismen von Carnitin beim Nutztier Schwein leisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen