Zusammenspiel von Metabolismus und physischer Aktivität

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Felix Loosli; Privatdozentin Dr. Claudia Muhle-Goll
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 576721287

Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, das Zusammenspiel von Stoffwechsel und physische Aktivität eines Organismus zu analysieren. Wir wollen die Hypothese testen, dass die Präferenz eines Individuums für freiwillige körperliche Aktivität zumindest teilweise durch seine genetische Ausstattung und deren Einfluss auf das Metabolom des Individuums gesteuert wird. Wir werden den Teleost-Medaka als genetisches Modellsystem für eine quantitative Analyse von Stoffwechsel und freiwilliger physischer Aktivität verwenden. In einem ersten Schritt wollen wir mit einem isogenen Medaka-Referenzstamm (iCab) ermitteln, wie der Metabolismus auf Änderungen der Aktivität in einem Schwimmtunnel-Assay reagieren. Mittels quantitativer NMR Metaboliten-Analyse werden wir den metabolischen Fingerabdruck der wichtigsten Organe, nämlich des Gehirns, der Leber und der Schwanzmuskulatur, bei normaler und erhöhter körperlicher Aktivität vergleichen, um zu untersuchen, wie sich der Stoffwechsel der Schlüsselorgane bei körperlicher Aktivität verändert. In einem zweiten Teil werden wir untersuchen, ob Stoffwechsel und freiwillige körperliche Aktivität korrelieren. Dazu werden wir das Metabolome der Inzuchtlinien des Medaka MIKK Panels anhand von RNA seq-Daten und NMR-Metabolome-Analyse quantifizieren und deren Schwimmverhalten in einem neutralen Aktivitätstest erfassen. Anschließend werden mit Hilfe unseres Kooperationspartners, Prof. Birney, statistische Methoden angewandt, um nach einer möglichen Korrelation zwischen der Varianz des Metaboloms und der Aktivität zu suchen. Die Relevanz der Befunde wird mittel CRISPR/Cas-Genomeditierung und Proteomanalysen validiert. Die von uns vorgeschlagene Studie wird für mehrere Forschungsbereiche von Bedeutung sein. Aus Sicht der Grundlagenforschung kann sie neue Erkenntnisse über die komplexen Wechselwirkungen verschiedener komplexer Merkmale bei Wirbeltieren liefern. Dies wird Ansatzpunkte für die Suche nach pleiotropen Effekten von genetischen Varianten in einer polymorphen Population liefern. Ein besseres Verständnis möglicher Wechselwirkungen von Merkmalen wird auch Aufschluss darüber geben, wie sich eine Wildpopulation an veränderte Bedingungen anpassen kann, was im Hinblick auf Klimaveränderungen oder die Besiedlung eines neuen Lebensraums durch Tiere wichtig ist. Auch aus biologisch-medizinisch relevanter Sicht ist es von großem Interesse, zu untersuchen, welche Merkmale das Bewegungsverhalten beeinflussen. Aktivitätsmuster stehen in engem Zusammenhang mit Wohlbefinden und Gesundheit. Nach Angaben der WHO sind Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) die weltweit häufigste Todesursache. Ein Verständnis der Faktoren, die die freiwillige körperliche Aktivität zur Vorbeugung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen regulieren, wird daher zur Identifizierung von Risikogenen und zur Verbesserung von Therapien beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen