Die Funktion der Fettsäure Acyl-CoA Synthetase ACSL3 im dynamischen Stoffwechsel von Lipidtröpfchen

• Antragsteller: Professor Dr. Joachim Füllekrug
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239761035

Lipidtröpfchen sind intrazelluläre Speicherorganellen, die hohe Relevanz für die Lipidhomöostase und die Pathophysiologie von Stoffwechselkrankheiten besitzen. Sie passen sich dynamisch an die Nähr-stoffversorgung an, und wachsen oder schrumpfen dementsprechend. Es gibt viele offene Fragen über die Mechanismen und welche Moleküle notwendig sind. Fettsäure Acyl-CoA Synthetasen sind eine Enzymfamilie, die essentiell für die Synthese der Neutrallipide im Inneren der Lipidtröpfchen und der Phospholipide der umgebenden Membran sind.Wir untersuchten in letzter Zeit die Assoziation der Acyl-CoA Synthetase ACSL3 mit den Membranen der Lipidtröpfchen. ACSL3 transloziert vom endoplasmatischen Retikulum zu gerade entstehenden Lipidtröpfchen wenn die Synthese von Neutrallipiden induziert wird, was auf eine wichtige Rolle bei der Bildung und dem Wachstum von Lipidtröpfchen schließen lässt. Vorläufige Daten zeigen dass Zellen denen ACSL3 fehlt in der Neutrallipid-Synthese und dem Wachstum der Lipidtröpfchen sehr beeinträchtigt sind.Die Funktion des ACSL3 bei der dynamischen Speicherung von Lipiden in Säugetierzellen ist das Thema dieses Antrages. Die übergeordnete Hypothese ist dass ACSL3 auf Lipidtröpfchen entschei-dend zur effizienten Speicherung und Mobilisierung von Neutrallipiden beiträgt. Dies mag erreicht werden durch das Bereitstellen von Fettsäuren spezifisch für das Wachstum von Lipidtröpfchen, und durch die Regulation des Triglycerid-Fettsäure Kreislaufs zwischen Biosynthese und Lipolyse. Die wesentliche experimentelle Strategie ist die Untersuchung von Zellen denen ACSL3 fehlt.Die spezifischen Ziele sind:1. zu untersuchen ob ACSL3 zu dem Wachstum der Lipidtröpfchen durch die lokale Synthese von Phospholipiden und Triglyceriden beiträgt. Lipidtröpfchen werden dafür auf ihre Synthesefähigkeiten und ihre Zusammensetzung analysiert. Die Zugabe von Fettsäuren und Lysolipiden wird die physiolo-gische Rolle von ACSL3 in vivo zeigen.2. aufzuzeigen ob ACSL3 eine Rolle bei der Regulation des Triglycerid-Fettsäure Kreislaufes spielt. Basale und Hormon-stimulierte Lipolyse wird durch metabolische Markierung und quantitative Mikro-skopie zwischen ACSL3 depletierten und Kontrollzellen verglichen.3. herauszufinden ob ACSL3 eine einzigartige Funktion auf den Lipidtröpfchen ausübt. Andere Acyl-CoA Synthetasen und eine ACSL3 Variante die nicht auf Lipidtröpfchen lokalisiert werden für Kom-plementierung der ACSL3 defizienten Zellen benutzt.Die Untersuchung der Funktion von ACSL3 wird neue Einblicke in die Biologie der Lipidtröpfchen erlauben, und unser molekulares Verständnis von Stoffwechselkrankheiten verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen