Zellwachstum: Checkpoint fürs Fett

25. Februar 2015
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Weitere Details zur Rolle des Fettstoffwechsels im Zellzyklus konnten geklärt werden. Es ist gelungen, herauszufinden, welches Abbauprodukt im Fettstoffwechsel Signalwirkung für die Zellteilung hat, welcher Checkpoint in der Zelle dieses Signal auffängt und dementsprechend reagiert.

Damit sich Zellen teilen können, brauchen sie Fett. Aus Triglyzeriden werden durch Lipasen Diglyzeride, Monoglyzeride und Fettsäuren freigesetzt, die von den Zellen verwertet werden können. Stehen nicht genug Fettsäuren zur Verfügung, verlangsamt sich der Zellteilungs-Zyklus. Störungen im Zellwachstum können zu schwerwiegenden Erkrankungen führen. So steht auch unkontrolliertes Wachstum von Krebszellen in sehr engem Zusammenhang mit Fettstoffwechselstörungen.

Forscher um Univ.-Prof. Dr. Sepp-Dieter Kohlwein vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität Graz identifizierten das Enzym Swe1 als Checkpoint, der die Zellteilung bremst, wenn zu wenig Fett in Form von Sphingolipiden vorhanden ist. Ihre Forschungen betreiben die Wissenschaftler der Uni Graz an Hefezellen. „Diese eignen sich hervorragend als Modellsystem für zelluläre Grundlagenforschung, insbesondere in Bezug auf den Fettstoffwechsel, weil sie humanen Zellen in ihrem Aufbau und ihren Funktionen sehr ähnlich sind“, erklärt Kohlwein. Deshalb lassen sich viele an Hefezellen gewonnene Erkenntnisse auch auf menschliche oder tierische Zellen übertragen.

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Hefezellen mit Fett-Tröpfchen (rot). Triglyzeride werden in diesen Lipid-Tröpfchen gespeichert. © Kohlwein/IMB, Uni Graz

„Wird in der Hefe die Fettspaltung unterbunden, sodass den Zellen nicht mehr genügend Fettsäuren zur Verfügung stehen, verzögert sich das Zellteilungs-Programm um etwa 30 Minuten, was bei einer normalen Dauer von eineinhalb Stunden beträchtlich ist und einen schwerwiegenden Nachteil für das Überleben der Zell-Population bedeutet“, berichtet Kohlwein.

Der Mechanismus, der dafür verantwortlich ist, wird in der aktuellen Publikation erstmals beschrieben: „Es ist die Swe1 Kinase, ein Enzym, das als Checkpoint registriert, wie viele Sphingolipide in der Zellmembran vorhanden sind. Diese entstehen aus den beim Fettabbau freigesetzten Fettsäuren. Ist die Menge der Sphingolipide zu gering, wird Swe1 aktiv und bremst den Zellzyklus“, fasst Kohlwein zusammen.

Originalpublikation:

Morphogenesis checkpoint kinase Swe1 is the executor of lipolysis-dependent cell-cycle progression
Neha Chauhan et al.; PNAS, doi: 10.1073/pnas.1423175112; 2015

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