Untersuchung subzellulärer Stoffwechselgradienten in Mäuseoozyten

• Antragsteller: Dr. Xingbo Yang, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biophysik ; Biochemie ; Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568548983

Zur Aufrechterhaltung der zellulären Lebensfunktion versorgt der Stoffwechsel die Zelle mit der benötigten Energie und Bausteinen. Um die energetischen und biosynthetischen Bedürfnisse eines Organismus während der Entwicklung zu decken, müssen Stoffwechselprozesse reguliert und angepasst werden. Unser momentanes Verständnis der räumlichen und zeitlichen metabolischen Kontrolle, während der Entwicklung, ist aufgrund technischer Limitierungen zur Messung von Stoffwechselaktivitäten mit ausreichend raumzeitlicher Auflösung, sehr mangelhaft. Unser Labor hat die erste quantitative Methode, zur Messung des Stoffwechselflusses durch die mitochondriale Elektronentransportkette (ETC flux) in lebenden Zellen mit subzellulärer Auflösung, entwickelt. Mit dieser Methode haben wir subzelluläre metabolische Gradienten des ETC flux innerhalb einzelner Mausoozyten entdeckt. Hierbei zeigten Mitochondrien, welche sich in der Nähe der Zellmembran befinden einen höheren und in Mitochondrien in der Nähe der meiotische Spindel einen niedrigeren ETC flux. Diese Beobachtung zeigte zum ersten Mal die Existenz einer Heterogenität, des mitochondrialen Stoffwechselsflusses, innerhalb einer Zelle. Das Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der zugrundeliegenden Mechanismen, welcher zu Etablierung dieses ETC flux Gradienten führen, als auch deren biologischer Funktion in Mausoozyten. Unsere Hypothese ist, dass entweder die Reaktionsdiffusion von Signalmolekülen oder Stoffwechsel bedingte Selbstorganisation der Mitochondrien, zur Etablierung des ETC flux Gradienten führen. Wir erwarten, dass unsere Forschung zur Entdeckung relevanter Signalmolekülen oder neuer mitochondrialen Selbstorganisationsmechanismen führt, welche zur Formierung subzellularer Stoffwechselgradienten beiträgt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen