Zeitliche Steuerung des Fettstoffwechsels in Dictyostelium

FG Zellbiologie

Links: Rasterelektronenmikroskopisches Bild eines Dictyostelium Fruchtkörpers aus ca. 100 000 Zellen. Rechts: Zellen, welche Fettreserven enthalten (rot) überwiegen in der Basalplatte (plate) aus toten (+) Zellen, wohingegen die meisten grünen Zellen zu überlebenden (*) Sporen werden. Die Gesamtgröße dieses Fruchtkörpers beträgt ca. 500 µm.

Projektmitglieder: Bassam Abou Hasna, Prof. Markus Maniak

In der einzelligen Amöbe Dictyostelium, wie auch in anderen einzelligen Eukaryonten und vielen Bakterien, führt Nahrungsmangel zu einer Abfolge von Entwicklungsschritten an deren Ende die Bildung von Sporen steht. Diese Überdauerungsstadien sind resistent gegen Hitze, Kälte, Trockenheit und natürlich auch Nahrungsmangel. Eigentlich sollten es intrazelluläre Nahrungsreserven den Zellen ermöglichen Hungerphasen zu überstehen, aber überraschenderweise verhindert gespeichertes Fett, dass sich die Zellen zu Sporen entwickeln.

Innerhalb des Graduiertenkollegs “Biologische Uhren” werden wir untersuchen, zu welchem Zeitpunkt die Zelle entscheidet eine Spore zu werden, oder daran zu scheitern. Dabei setzen wir den Beginn der Hungerphase als Startpunkt an. Da der Abbau des Speicherfettes erst verzögert einsetzt, wollen wir auch diejenigen Signale identifizieren, die zur Lipolyse und zum Verbrauch der dadurch freigesetzten Fettsäuren führen. Es ist durchaus wahrscheinlich, dass diese oder ähnliche Signalmoleküle gleichzeitig auch den Fettaufbau inhibieren. Da cyclo-AMP zu dieser Zeit der Entwicklung der wichtigste Signalstoff ist, werden wir zunächst chemische Analoga einsetzen, sowie Mutanten untersuchen, in denen Enzyme fehlen, die an diesem Signalweg beteiligt sind.

Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse zu einem besseren Verständnis der evolutionären Aspekte der Steuerung des Fettstoffwechsels führen, der ja auch in Zellen der Säugetiere noch durch cyclo-AMP reguliert wird, obwohl sich deren Linien vor fast einer Milliarde Jahre von Dictyostelium getrennt haben.