Lipiddråber spiller afgørende roller ud over fedtopbevaring

Fedtdråber:De blev længe tænkt som de formløse fedtklatter, som reservedæk og muffintoppe blev lavet af. Men i disse dage, de er "et virkelig varmt forskningsområde, siger Michael Welte, professor og formand for biologi ved University of Rochester.

Det skyldes til dels, at lipiddråber har vist sig at spille en afgørende rolle i livscyklussen for visse proteiner, der er involveret i genekspression. Nu, en undersøgelse af Welte og hans kolleger, offentliggjort i tidsskriftet eLife , beskriver hvordan lipiddråber regulerer disse proteiner. Forskningen har betydning for at forstå, hvad der hjælper embryoner med at overleve og kan få os til at genoverveje, hvordan vi ser på lipid-relaterede sygdomme som fedme.

Ud over fedtlagring

Du ved det måske ikke, men når du spiser ost, flødeis, eller yoghurt, du indtager også mikroskopiske lipiddråber.

"Mælkekirtelcellerne, der laver mælk, laver masser af lipiddråber og udskiller dem derefter, " siger Welte. "Ethvert mejeriprodukt eller animalsk produkt, vi indtager, er fyldt med fedtdråber."

Lipiddråber udfører funktioner i forskellige dele af den menneskelige krop:i leveren, de opbevarer vitamin A; i øjets nethinde, de hjælper med at lagre det pigment, som celler bruger til at genkende lys. De er endda i talgkirtlerne, som laver det olieagtige materiale, der dækker vores hår og hud.

Men lipiddråber er ikke kun fedtdepoter. Ifølge Welte, nyere forskning viste, at lipiddråber har tre hovedfunktioner ud over deres roller i fedtlagring:

1. Modning:Nogle proteiner, når de først laves, har brug for lipiddråber for at opnå deres modne form.
2. Nedbrydning:Lipiddråber holder visse proteiner af vejen, når proteinerne enten er beskadiget eller forældede, men endnu ikke er ødelagt.
3. Opbevaring:Lipiddråber fungerer som opbevaringsenheder for forskellige proteiner, så proteinerne sekvestreres, indtil de er nødvendige et andet sted i cellen.

'Pacemakere' til histoner

Weltes nuværende forskning bruger frugtflueembryoner til at studere, hvordan lipiddråber påvirker et bestemt sæt proteiner kaldet histoner. Histoner er til stede i mange organismer, fra gær til frugtfluer til mennesker, og er ansvarlige for at pakke lange DNA-strenge ind, så DNA'et passer ind i en celles kerne. Frugtfluer embryoner er ideelle at studere, fordi de duplikerer deres DNA omkring hvert 10. minut, og, som resultat, har brug for store mængder histoner.

Histoner er essentielle for livet for de fleste organismer "fordi de kontrollerer alt i kernen og pakker DNA for at regulere genekspression, " siger Welte. "Hvis vi har den forkerte mængde histoner - enten for mange eller for få - vil der være udbredte defekter."

Hvis der er for få histoner, gener kan komme til udtryk, som ikke burde være det. For mange histoner kan få celler til at få problemer med at dele deres kromosomer.

Welte opdagede, at lipiddråber spiller en vigtig rolle i reguleringen af ​​en bestemt histon kaldet H2Av. En morflue producerer enorme mængder af histoner, som derefter overføres til hendes æg, så et embryos DNA kan pakkes, efterhånden som embryoet udvikler sig og danner flere celler. Opfører sig som pacemakere, lipiddråberne regulerer, hvor hurtigt H2Av kommer ind i en celles kerne ved at opbevare H2Av, indtil kernen har brug for det.

Forskerne brugte sofistikeret mikroskopi til at observere præcis, hvordan lipiddråber holder H2Av ude. Welte og hans kolleger opdagede, til deres overraskelse, at lagringsfunktionen ikke er statisk – histoner bliver ikke på dråberne hele tiden. I stedet, H2Av-molekylerne blandes konstant frem og tilbage mellem lipiddråber. Udvekslingen gør det muligt for frugtfluefosteret altid at have fri H2Av tilgængelig til at transportere ind i cellekernen, men holder samtidig koncentrationen af ​​frit H2Av lav, så det transporteres til kernen i et langsommere tempo - et tempo mere synkront med hastigheden af ​​DNA-syntese.

Forskerne viste også, at den regulerende funktion er slået fra i frugtfluefosteret, når først embryoet når et bestemt stadie, hvilket indikerer, at celler kan kontrollere, hvornår de skal anvende lipiddråbernes proteinhåndteringsfunktion.

Embryooverlevelse og lipid-relaterede sygdomme

At identificere disse funktioner af lipiddråber giver forskerne mere indsigt i, hvordan embryoner udvikler sig og overlever:uden lipiddråber, der regulerer H2Av, embryoner kan blive kompromitteret.

Det, vi nu ved om de forskellige funktioner af lipiddråber, betyder også, at forskere skal overveje disse faktorer, når de undersøger virkningerne af fedme. Lipiddråber er dysfunktionelle i sygdomstilstande som fedme (for mange lipiddråber) eller lipodystrofier (for få lipiddråber), siger Welte. "Årsagen til disse sygdomme - for meget eller for lidt fedt - har at gøre med, hvor meget lipid du har. Vores arbejde tyder på, at når man ser på disse sygdomstilstande, folk skal også se på, hvad der sker med proteinerne, fordi disse lipiddråber har denne anden funktion ud over at håndtere fedt."