Entwicklung neuer Verfahren zur hochauflösenden Lokalisierung von Lipiden in Zellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Nahezu alle Zellen sind in der Lage Lipide in speziellen zellulären Organellen, den lipid droplets (LDs), zu speichern. Als Speicherform dienen dabei Neutrallipide, welche sphärisch-kompaktiert und von einer Einzelmembran aus Phospholipiden eingehüllt, den Hauptbestandteil der LDs ausmachen. In der Zelle stehen LDs in struktureller und funktioneller Beziehung zum Membransystem des Endoplasmatischen Retikulums (ER). Einerseits sind eine Vielzahl der Enzyme der Stoffwechselwege, welche zu Neutrallipiden führen, im ER angesiedelt, andernseits geht man heute davon aus, dass LDs initial vom ER gebildet werden und dann als wachsende, eigenständige Organellen weiterhin in engem Kontakt zum ER stehen. Im Zuge dieses Projektes haben wir die Anreicherung von Neutrallipiden in LDs mittels biochemischer, licht- und elektronenmikroskopischer Methoden untersucht. Dabei konnten wir erstmalig zeigen, dass individuelle LDs Neutrallipide mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufnehmen, dass neben dem Neutrallipid Triacylglycerol auch dessen Vorstufe Diacylglycerol von LDs aufgenommen wird und dass das Enzym, welches Triacylglycerol aus der Vorstufe biosynthetisch erzeugt, Diacylglycerol-Acyl-Transferase 2, in unmittelbarer Nähe der LDs lokalisiert ist. Desweiteren haben wir das strukturelle Arrangement von LDs und ER mittels elektronenmikroskopischer Methoden studiert. Dabei konnten wir diese Wechselwirkung erstmalig mit allergrösstem Detail darstellen. Schlussendlich haben wir innerhalb dieses Projektes neue Proteine gesucht, welche die Morphologie von LDs in Hefezellen beeinflussen. Von etwas 4700 untersuchten Proteinen wurden 134 herausgefiltert, von denen wiederum 1 Protein detailierter untersucht wurde. Das Fehlen des analogen Proteins beim Menschen steht dabei im Zusammenhang mit Erkrankungen des Fettgewebes und der Muskeln. Die hier gewonnen Erkenntnisse in Hefezellen könnten eines Tages helfen, eben diese Erkrankungen beim Menschen besser zu verstehen und zu heilen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Fld1p, a functional homologue of human seipin, regulates the size of lipid droplets in yeast. J Cell Biol. 2008, 3, 473-82
Fei W, Shui G, Gaeta B, Du X, Kuerschner L, Li P, Brown AJ, Wenk MR, Parton RG, Yang H
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Imaging of lipid biosynthesis: how a neutral lipid enters lipid droplets. Traffic. 2008, 3, 338-52
Kuerschner L, Moessinger C, Thiele C
