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Projekt
Funktion von Perilipin 3 bei der Heterogenität und dem Stoffwechsel von Lipidtröpfchen
Antragsteller
Professor Dr. Joachim Füllekrug
Fachliche Zuordnung
Zellbiologie
Biochemie
Biochemie
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 538651361
Proteine der Perilipin-Familie (PLIN1-5) sind auf allen Lipidtröpfchen (LDs) von Wirbeltieren häufig und konstitutiv vorhanden. Insbesondere die funktionelle Relevanz des weit verbreiteten Perilipin 3 (PLIN3) ist jedoch noch unklar. PLIN3 ist auf LDs nicht gleichmäßig verteilt, sondern lokalisiert bevorzugt auf LD-Subpopulationen geringer Größe, von denen angenommen wird, dass sie kürzlicher Biogenese entsprechen. PLIN3-defiziente U2OS-Zellen zeigten eine unerwartete Verringerung der Aufnahme und des Metabolismus von Fettsäuren (FA), was mit einer verminderten Transkription und Aktivität des FA-aktivierenden Schlüsselenzyms ACSL3 korrelierte. Dies war spezifisch für PLIN3, da der Knockout des einzigen anderen im U2OS-Modell exprimierten Perilipins (PLIN2) keine ähnlichen Veränderungen zeigte. Die Arbeitshypothese dieses Projektantrages ist, dass PLIN3 als ein Sub-Population spezifischer Lipidtröpfchensensor fungiert und an der Regulierung des Lipidstoffwechsels beteiligt ist. Die entsprechenden spezifischen Ziele des Arbeitsprogramms sind: 1. Analyse der PLIN3-abhängigen LD-Heterogenität. PLIN3-spezifische LD-Subpopulationen werden durch Mikroskopie in Bezug auf Nährstoffschwankungen charakterisiert. Die molekularen Grundlagen der Heterogenität werden durch ein dediziertes Screening auf PLIN3-Protein/Lipid-Wechselwirkungen untersucht. 2. Charakterisierung des Fettsäurestoffwechsels in PLIN3-KO-Zellen. Der dysregulierte Lipidstoffwechsel wird durch Chromatographie, Isotopenmarkierung, Massenspektrometrie und Sauerstoffverbrauch nachverfolgt, um mit PLIN3-Defizienz verbundene molekulare Ziele zu identifizieren. 3. Analyse posttranslationaler Modifikationen von PLIN3. Nach der Identifizierung reversibler posttranslationaler Modifikationen von PLIN3, die mit der LD-Heterogenität und der Stoffwechselregulation korrelieren, werden punktmutierte, inaktive PLIN3-Varianten auf die Komplementierung der PLIN3-KO Phänotypen getestet. 4. Aufklärung der Mediatoren in dem PLIN3-abhängigen metabolischen Netzwerk. Transkriptomanalyse von PLIN3-KO Zellen gemeinsam mit Ergebnissen aus 1.-3. wird es ermöglichen, Transkriptionsfaktoren zu identifizieren und zu charakterisieren, die PLIN3 mit dem Lipid-Stoffwechsel Netzwerk verbinden. Zusammenfassend ist das antizipierte, entscheidende Ergebnis die Identifizierung regulatorischer Lipidstoffwechsel Netzwerke, die spezifisch durch das Perilipin Protein PLIN3 vermittelt werden. Dies wird einen tieferen Einblick in die molekulare Regulierung der Lipidspeicherung durch LD-assoziierte Strukturproteine ermöglichen, mit Konsequenzen für weit verbreitete Stoffwechselerkrankungen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
