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Forscher entdecken molekularen Fettverbrennungsschalter bei Mäusen

Forscher entdecken molekularen Fettverbrennungsschalter bei Mäusen
  • Ein metabolisches Regulierungsmolekül namens „Them1“ verhindert die zelluläre Fettverbrennung, indem es den Zugang zu Kraftstoff blockiert. 

  • In Fettzellen von Mäusen führt die Hemmung der Them1-Expression zu einem erhöhten Stoffwechsel und damit zu einer Verringerung des Körpergewichts.

  • Die Manipulation von Them1 im braunen Fettgewebe könnte ein therapeutisches Ziel für die Behandlung von Stoffwechsel- oder Gewichtsproblemen darstellen. 

Dieser Artikel wurde auf EurekAlert.org veröffentlicht:

Ein multidisziplinäres Forscherteam hat gezeigt, dass ein metabolisches Regulierungsmolekül namens Them1 die Fettverbrennung in Zellen verhindert, indem es den Zugang zu ihrer Energiequelle blockiert. Unter der Leitung von Mikroskopieexperten am Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) und Stoffwechselexperten von Weill Cornell Medicine und NewYork-Presbyterian könnte die Studie zur Entwicklung einer neuen Art der Behandlung von Fettleibigkeit beitragen. Die Ergebnisse des Teams wurden am 9. Juni veröffentlicht Naturkommunikation.

Um zu erklären, wie das Protein Them1 die Wärmeproduktion abschaltet, haben die Zellbiologie- und Mikroskopie-Expertin des BIDMC, Susan Hagen, PhD, stellvertretende Vorsitzende für Forschung in der Abteilung für Chirurgie des BIDMC, und Yue Li, PhD, eine Postdoktorandin in ihrem Labor, mitgeholfen, zu erklären, wie das Protein Them1 die Wärmeproduktion abschaltet , nutzten Licht- und Elektronenmikroskopie, um Them1 in Aktion in im Labor gezüchteten braunen Fettzellen von Mäusen zu beobachten.

„Them1 ist ein interessantes Molekül“, sagte Hagen. „Wenn man seine Expression hemmt oder blockiert, erhöht sich der Stoffwechsel und das verringert das Körpergewicht.“

Die Experimente zeigten, dass, wenn die Zellen zur Fettverbrennung angeregt werden, eine chemische Modifikation dazu führt, dass sich Them1-Moleküle in der gesamten Zelle ausbreiten oder diffundieren. Dadurch werden die zellulären Kraftwerke, die Mitochondrien genannt, freigesetzt, um die Zelle effizient zu betreibendas Fett wird in Energie umgewandelt. Wenn die Stimulation jedoch aufhört, reorganisieren sich die Them1-Moleküle schnell in eine Struktur, die als biomolekulares Kondensat bezeichnet wird. Die kondensierten Them1-Moleküle liegen zwischen den Mitochondrien und den Fetten, die sie als Brennstoff nutzen, und begrenzen die Energieproduktion. 

„Es erwies sich als unglaublich interessant“, sagte Hagen, der auch Direktor der Kerneinrichtungen für Mikroskopie und Histologie am BIDMC und außerordentlicher Professor für Chirurgie an der Harvard Medical School ist. „Wir haben andere Mikroskopie-Experten gefragt, ob sie jemals so etwas wie die ungewöhnlichen Bilder gesehen haben, die wir in ruhenden Zellen gefunden haben. Mithilfe hochentwickelter Techniken der Elektronenmikroskopie konnten wir – soweit wir wissen – zum ersten Mal zeigen, wie das bimolekulare Kondensat in der Elektronenmikroskopie aussieht.“

Die Studie erklärt einen neuen Mechanismus, der den Stoffwechsel reguliert“, sagte David Cohen, Leiter der Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie am Weill Cornell Medicine und NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center sowie Vincent Astor Distinguished Professor of Medicine am Weill Cornell Medicine. Them1 hackt die Energiepipeline und unterbricht die Brennstoffzufuhr zu den energieverbrennenden Mitochondrien. Auch Menschen haben braunes Fett und produzieren bei Kälte mehr Fettgewebe1, daher könnten die Ergebnisse spannende Auswirkungen auf die Behandlung von Fettleibigkeit haben.“

Cohen und Hagen, beide Mitglieder des Harvard Digestive Diseases Center, arbeiten seit 1983 zusammen. An der aktuellen Studie, die teilweise durch ein fünfjähriges Multi-PI-Stipendium der National Institutes of Health unterstützt wurde, waren auch Mitarbeiter mit Fachkenntnissen in strukturellen Erkrankungen beteiligt Biologie von der Emory University.

„Das war der größte Spaß, den ich je in meinem Leben in der Wissenschaft hatte“, fügte Hagen hinzu. „Die Einbeziehung mehrerer Hauptermittler mit unterschiedlichem Fachwissen gibt Ihnen die Möglichkeit, Dinge zu tun, die Sie alleine niemals tun könnten.“

Diese Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation im Juni 2021.



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