Spermien-vermittelte Effekte einer Kalorienrestriktion (CR) auf Phänotyp und Epigenotyp der Nachkommen

• Antragstellerin: Dr. Constance Nebendahl
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 265378825

Die transgenerationale Vererbung von metabolischen Erkrankungen wie Übergewicht und Diabetes Mellitus stellen einen wichtigen Forschungsfokus im Bereich der Medizin- und Ernährungsforschung dar. In bisherigen Studien wurde vor allem der Einfluss des Ernährungszustandes der Mutter auf Entwicklungsprozesse in den Nachkommen untersucht. Die Effekte einer Kalorienrestriktion (CR) als präventive und therapeutische Maßnahme im Kontext des Metabolischen Syndroms sowie auch auf die Verlängerung der Lebens- und Gesundheitsspanne wurde schon für verschiedene Spezies beschrieben. Im Rahmen unserer Studie soll geklärt werden, ob CR-Effekte über das Spermium vermittelt werden und sich durch Veränderungen des Spermienphänotyps sowie auch des metabolischen Phänotyps in den Nachkommen nachfolgender Generationen zeigen und auf persistierende Veränderungen im väterlichen (paternalen) Spermien-Epigenom zurückgeführt werden können. Somit sollen folgende Fragestellungen auf phänotypischer und/ oder molekularer Ebene beantwortet werden: 1) Beeinflusst eine paternale CR den Lipidmetabolismus in den männlichen Nachkommen nachfolgender Generationen? 2) Zeigen sich Effekte auf Spermienlipidzusammensetzung und -eigenschaften in den nachfolgenden Generationen? 3) Vermittelt die paternale CR epigenetische Effekte in Spermien, die sich in den Nachkommen wiederspiegeln, und somit mögliche Unterschiede in den metabolischen Phänotypen der Nachkommen erklären können? Unsere Fragestellungen sollen am Modell Zebrafisch (Danio rerio) untersucht werden, da dieser Organismus für unseren transgenerationalen Ansatz den Vorteil einer kurzen Generationszeit bietet und gleichzeitig strukturelle Ähnlichkeiten zu Säugetieren aufweist. Ein weiterer Vorteil dieses Modellorganismus ist die äußere Befruchtung, was zu einer hohen Anzahl an Nachkommen führt und gleichzeitig nicht-genetische Einflüsse des elterlichen Organismus auf die Embryonalentwicklung ausschließt.Diese innovative Studie trägt dazu bei, den spermien-vermittelten paternalen Einfluss der Ernährung auf phänotypische und epigenetische Effekte in den Nachkommen aufzuzeigen. Die gewonnenen Ergebnisse sind daher sowohl für die Grundlagen- als auch angewandte Forschung im Bereich der Tier- und Humanernährung von großer Bedeutung.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweden
• Gastgeberin: Professorin Dr. Simone Immler