Forschungsschwerpunkt

Energiehomöostase: Gene und Umwelt

Energiehomöostase ist ein lebenswichtiger regulatorischer Prozess, der Tieren wie Menschen die Aufrechterhaltung eines konstanten Stoffwechsels ermöglicht. Die Verfügbarkeit und Zusammensetzung von Nahrung ist ebenso ständigen Schwankungen unterworfen wie der Energieverbrauch des Organismus sei es durch wechselnde Umweltbedingungen oder durch Verhaltensänderungen. Überwiegt das Energieangebot den Verbrauch, werden Speicherstoffe eingelagert. In Phasen negativer Energiebilanz hingegen, wird ein konstantes inneres Energieniveau durch die Mobilisierung dieser Energiespeicherstoffe sichergestellt, allen voran von Körperfett.

Wie aber bewerkstelligt der Organismus das Einlagern von Speicherfett und dessen bedarfsabhängige Mobilisierung? Wie nimmt der Körper Änderungen von Umweltbedingungen wahr und wie passt er sich ihnen an? Wie kommunizieren die Körperorgane den Energiestatus innerhalb des Organismus? Woher kennt der Organismus den Sollwert des Körperfettspeichers?

Eine Beantwortung dieser Fragen setzt das Verstehen der genetischen Architektur der Energiehomöostase und dessen Interaktion mit Umwelteinflüssen voraus. Daher verwendet unsere Arbeitsgruppe mit der Taufliege Drosophila melanogaster, einen genetisch hervorragend zugänglichen Modellorganismus.

Magere und fette Drosophila Fliegen

Drosophila speichert Fette in Form von sog. Lipidtröpfchen innerhalb spezialisierter Zellen eines Fettkörper genannten Speicherorgans. Ebenso wie in Säugetieren variiert auch in Drosophila die Menge der im Fettkörper gespeicherten Lipide stark in Abhängigkeit von der genetischen Konstitution und den gegebenen Umweltbedingungen, woraus „magere" oder „fette" Fliegen resultieren.

Wir nutzen diese „mageren“ und „fetten“ Fliegen um mittels eines breiten Methodenspektrums, das von der Molekularbiologie bis zu Verhaltensstudien reicht, regulatorische Gene des Fettstoffwechsels zu identifizieren und funktionell zu charakterisieren.

Unsere Drosophila-Forschung klärt grundlegende Prinzipien des organismischen Fettstoffwechsels auf, der maßgeblich zur Energiehomöostase beiträgt. Die an der Fliege gewonnenen Erkenntnisse sind relevant für drängende gesellschaftliche Herausforderungen wie z.B. menschliche Fettstoffwechselerkrankungen (v.a. Adipositas) oder die Ausbreitung von Schadinsekten unter den Bedingungen des Klimawandels.