Genetische Ursachen von Übergewicht auf der Spur
November 2009
Forscher des Max-Planck-Instituts für biophysikalische Chemie in Göttingen und das National Institutes of Health (Bethesda, USA) haben einen Proteinkomplex entdeckt, der beim Abbau des Körperfetts eine entscheidende Rolle zu spielen scheint. Die entsprechende Studie findet sich im Online-Journal PLOS Biology.
Überschüssiges Fett wird in kleinen Lipidtröpfchen in der Zelle zwischengespeichert und kann in Hungerzeiten wieder mobilisiert werden. Ist die Regulation von Fettaufbau und Fettabbau gestört, sind Übergewicht und Adipositas die Folge. Ein Überangebot energiereicher Nahrungsmittel, kombiniert mit geringer Bewegung, sind die entscheidenden Faktoren, die zu Fettleibigkeit (Adipositas) führen. Doch trotz eines ähnlichen Lebensstils kann die Gewichtszunahme von Mensch zu Mensch enorm variieren, was auf eine starke genetische Prädisposition hinweist.
Einem internationalen Wissenschaftlerteam um Mathias Beller vom Göttinger Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie sowie Carole Sztalryd und Brian Oliver vom National Institutes of Health (Bethesda, USA), gelang es, in der Taufliege eine Vielzahl neuer Gene zu identifizieren, die in Abhängigkeit vom Ernährungszustand des Insekts den Fettaufbau und Fettabbau regulieren. Dazu führten die Wissenschaftler ein systematisches Screening im Erbgut der Taufliege (lat. Drosophila melanogaster) mittels RNA Interferenz (RNAi)-Technik durch.
Es gibt zwar keine offensichtlich dicken oder dünnen Taufliegen, doch kann der Körperfettgehalt fetter Artgenossen 15-mal höher sein als bei mageren Exemplaren. Rund 500 neue Kandidaten fanden die Forscher über ihre systematische Suche, die Funktion knapp eines Drittels davon ist noch unbekannt.
"Völlig überraschend haben wir dabei auch den COPI-Protein-Komplex identifiziert, der eine Schlüsselrolle in einem ganz anderen, lebenswichtigen Prozess der Zelle übernimmt, dem intrazellulären Transport von Proteinen und Lipiden", erklärt der Göttinger Entwicklungsbiologe Mathias Beller. Ob das COPI (Coat Protein Complex) direkt mit den Lipidtröpfchen interagiert, ist noch nicht genau geklärt. "Unsere Ergebnisse deuten aber stark darauf hin, dass COPI auf der Lipidtröpfchen-Oberfläche agieren und deren Protein-Zusammensetzung regulieren könnte."
Schalteten die Wissenschaftler den COPI-Komplex aus, der aus mindestens sieben Proteinen besteht, so fehlte vor allem ein Mitspieler im Proteinverband auf den Lipidtröpfchen, das ATGL (Adipose Tryglyceride Lipase). Mit fatalen Folgen für den Organismus: Wenn ATGL fehlt, können überschüssige Fettreserven nicht abgebaut und als Energiequelle genutzt werden. Dem Modell der Forscher zufolge könnte COPI das ATGL über einen noch unbekannten Mechanismus rekrutieren und aktivieren und so dessen Bindung an die Lipidtröpfchen-Oberfläche fördern.
Wie die Forscher herausfanden, hat COPI in Mauszellen - und damit möglicherweise auch in menschlichen Zellen - offenbar eine ganz ähnliche Funktion. Dies scheint nicht nur für das COPI, sondern auch andere neu identifizierte Kandidaten zu gelten. "Unser Ziel ist nun, Moleküle zu finden, mit denen wir gezielt in das Zusammenspiel von COPI und ATGL eingreifen können. Diese könnten zukünftig neue therapeutische Möglichkeiten eröffnen, Fettleibigkeit und Übergewicht zu behandeln", sagt Beller.
Quelle: Pressemitteilung (überarbeitet), Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., Hofgartenstraße 8, 80539 München.
Originalveröffentlichung: Mathias Beller, Carole Sztalryd, Noel Southall, Ming Bell, Herbert Jäckle, Douglas S. Auld and Brian Oliver, COPI Complex is a Regulator of Lipid Homeostasis, PLOS Biology, 25. November 2008, doi=10.1371/journal.pbio.0060292
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