Karlsruher Institut für Technologie

Lebenswissenschaften: Neue Erkenntnisse zur embryonalen Entwicklung von Wirbeltieren

Verschaltung von Stoffwechsel und Entwicklungsvorgängen während der Embryonalentwicklung durch das Protein MondoA

Glukose ist einer der wichtigsten Treibstoffe des Lebens. Das Protein MondoA reguliert die Glukosemenge im Körper und wirkt dabei auf die Genexpression. Bislang war diese Funktion des Proteins bei erwachsenen Tieren bekannt, beispielsweise bei der Regulation des Muskelstoffwechsels. Mit Hilfe von Zebrafischen haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT nun erstmals auch die Rolle von MondoA während der Embryonalentwicklung untersucht und konnten dabei eine enge Verschaltung von Stoffwechsel und Entwicklungsvorgängen belegen.

„Als wir die Produktion des MondoA-Proteins in frühen Embryonen des Fisches hemmten, stoppte dies ihre Entwicklung. Der Entwicklungsschritt, bei dem die Zellen des frühen Embryos die Dottermasse umfassen und die Körperachsen bilden, war beeinträchtigt“, sagt Dr. Thomas Dickmeis vom Institut für Biologische und Chemische Systeme - Biologische Informationsprozessierung (IBCS-BIP), in dessen Arbeitsgruppe die Forschung durchgeführt wurde. „Wenn wir den Embryonen aber einen Ausgangsstoff für Steroidhormone zuführten, schritt die Entwicklung teilweise wieder voran.“

Die Forschenden schließen daraus auf einen Zusammenhang zwischen dem Zuckersensor MondoA und der Biosynthese von Cholesterin, aus dem unter anderem die Steroidhormone aufgebaut werden. Die Erkenntnisse verbessern nun das Verständnis menschlicher Krankheiten wie dem seltenen Child-Syndrom. Auch für mögliche pharmazeutische Ansätze könnten die Ergebnisse interessant sein.

Fachübergreifende Kooperationen am KIT

Bei der Forschung haben Dr. Meltem Weger und Dr. Benjamin Weger, die Hauptautorin und der Hauptautor der Studie aus der Arbeitsgruppe von Dr. Dickmeis, stark von den fachübergreifenden wissenschaftlichen Netzwerken innerhalb des KIT profitiert: Um das Erscheinungsbild der Embryonen genau zu dokumentieren, wurden höchstauflösende Lichtmikroskope der Arbeitsgruppe Nienhaus am Institut für Angewandte Physik (APH) genutzt, das Institut für Automation und Angewandte Informatik (IAI) unterstützte bei der Bild- und Datenanalyse. Weitere Beiträge zu dem internationalen Projekt kamen von Arbeitsgruppen aus Großbritannien, der Schweiz und Australien.

Ergebnissen der Studie im Fachjournal eLife.

mhe, 16.10.2020