Die Rolle der Phosphatidylserin-decarboxylase für die Bildung und Funktion von braunem Fettgewebe

• Antragsteller: Dr. Josef Ecker; Professor Dr. Martin Klingenspor; Professor Dr. Gerhard Liebisch
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 446175916

Fettgewebe aus Säugetieren kann in weißes und braunes Fettgewebe eingeteilt werden. Braune Adipozyten enthalten zahlreiche kleine Lipidtröpfchen und können Wärme mittels zitterfreier Thermogenese produzieren, um die Körpertemperatur stabil zu halten. Dafür verantwortlich ist Thermogenin (engl. Uncoupling Protein 1, UCP1), welches sich in der inneren Mitochondrienmembran befindet. Da Glukose und freie Fettsäuren Substrate für die Thermogenese in braunes Fettgewebe sind, spielt es eine wichtige Rolle für den systemischen Glukose und Fettstoffwechsel. In der Tat korreliert das Vorkommen und die Aktivität von braunem Fett mit erhöhtem Energieumsatz, geringer Adipositas und einem verringerten Risiko für Insulinresistenz. Es ist daher von hohem Interesse, auch für mögliche therapeutische Strategien, Mechanismen zu identifizieren, welche in die Bildung und Entwicklung von braunen Adipozyten sowie Thermogenese involviert sind.Unsere Gruppe, sowie auch andere Wissenschaftler, haben gezeigt, dass die Lipid Zusammensetzung von Zellen und Organellen präzise reguliert, zelltypspezifisch und an die jeweiligen zellulären Funktionen angepasst ist. Sie beeinflusst erheblich physikalische Membranparameter wie die Lipid Packungsdichte und ihre Fluidität. Phospholipide werden primär im Endoplasmatischen Retikulum (ER) hergestellt, gefolgt von Golgi und den Mitochondrien. In diesen wird vor allem ein Großteil des zellulären Phosphatidylethanolamin (PE), einem Hauptmembranlipid, aus Phosphatidylserin (PS) von dem Enzym PS-decarboxylase (PISD) generiert.Da unsere Vorexperimente eine Korrelation der PISD Aktivität mit dem Bräunen von Fettgewebe in der Maus und UCP1-vermittelter Atmung zeigten, kann man davon ausgehen, dass PISD ein Regulator der Bioenergetik von Mitochondrien im braunen Fettgewebe ist. Daher wollen wir im vorliegenden Projekt die Relevanz von PISD für zitterfreie Thermogenese unter physiologischen sowie patho-physiologischen Bedingungen in vivo bestimmen und gleichzeitig die Mechanismen identifizieren, welche für die PISD-vermittelten Regulation der mitochondrialen Atmung verantwortlich sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen