Lipidedruppeltjes:ze werden lang alleen maar gezien als de vormeloze klodders vet waaruit reservebanden en muffintoppen werden gemaakt. Maar deze dagen, ze zijn "een heel populair onderzoeksgebied, " zegt Michael Welte, professor en voorzitter van de biologie aan de Universiteit van Rochester.

Dat komt gedeeltelijk omdat is gevonden dat lipidedruppeltjes een cruciale rol spelen in de levenscycli van bepaalde eiwitten die betrokken zijn bij genexpressie. Nutsvoorzieningen, een onderzoek van Welte en zijn collega's, gepubliceerd in het tijdschrift eLife , beschrijft hoe lipidedruppeltjes deze eiwitten reguleren. Het onderzoek heeft implicaties voor het begrijpen van wat embryo's helpt te overleven en kan ons ertoe brengen te heroverwegen hoe we kijken naar lipidengerelateerde ziekten zoals obesitas.

Meer dan vetopslag

Je weet het misschien niet, maar wanneer je kaas eet, Softijs, of yoghurt, u neemt ook microscopisch kleine lipidedruppeltjes op.

"De borstkliercellen die melk maken, maken veel lipidedruppeltjes en scheiden die vervolgens af, " zegt Welte. "Elk zuivelproduct of dierlijk product dat we consumeren zit vol met lipidedruppeltjes."

Lipidedruppeltjes vervullen functies in verschillende delen van het menselijk lichaam:in de lever, ze slaan vitamine A op; in het netvlies van het oog, ze helpen het pigment op te slaan dat cellen gebruiken om licht te herkennen. Ze zitten zelfs in de talgklieren, die het olieachtige materiaal vormen dat ons haar en onze huid bedekt.

Maar lipidedruppeltjes zijn niet alleen vetophopingen. Volgens Welte, recent onderzoek heeft uitgewezen dat lipidedruppels drie belangrijke functies hebben die verder gaan dan hun rol bij de opslag van vet:

1. Rijping:sommige eiwitten, wanneer ze voor het eerst worden gemaakt, hebben lipidedruppeltjes nodig om hun volwassen vorm te bereiken.
2. Afbraak:Lipidedruppeltjes houden bepaalde eiwitten uit de weg wanneer de eiwitten beschadigd of verouderd zijn maar nog niet zijn vernietigd.
3. Opslag:Lipidedruppeltjes fungeren als opslageenheden voor verschillende eiwitten, dus de eiwitten worden afgezonderd totdat ze elders in de cel nodig zijn.

'Pacemakers' voor histonen

Welte's huidige onderzoek maakt gebruik van fruitvliegembryo's om te bestuderen hoe lipidedruppeltjes een bepaalde set eiwitten, histonen genaamd, beïnvloeden. Histonen zijn aanwezig in veel organismen, van gist tot fruitvliegjes tot mensen, en zijn verantwoordelijk voor het omwikkelen van lange DNA-strengen, zodat het DNA in de celkern past. Fruitvliegjesembryo's zijn ideaal om te bestuderen omdat ze hun DNA ongeveer elke 10 minuten dupliceren, en, als resultaat, grote hoeveelheden histonen nodig.

Histonen zijn essentieel voor het leven voor de meeste organismen "omdat ze alles in de kern controleren en DNA verpakken om genexpressie te reguleren, Welte zegt. "Als we de verkeerde hoeveelheid histonen hebben - te veel of te weinig - zullen er wijdverbreide defecten zijn."

Als er te weinig histonen zijn, genen kunnen worden uitgedrukt die dat niet zouden moeten zijn. Te veel histonen kunnen ervoor zorgen dat cellen moeite hebben om hun chromosomen te delen.

Welte ontdekte dat lipidedruppeltjes een belangrijke rol spelen bij het reguleren van een bepaalde histon genaamd H2Av. Een moedervlieg produceert enorme hoeveelheden histonen, die vervolgens worden overgebracht naar haar eieren, zodat het DNA van een embryo kan worden verpakt terwijl het embryo zich ontwikkelt en meer cellen aanmaakt. Gedraagt ​​zich als pacemakers, de lipidedruppeltjes regelen hoe snel H2Av de celkern binnenkomt door de H2Av op te slaan totdat de kern het nodig heeft.

De onderzoekers gebruikten geavanceerde microscopie om te observeren hoe lipidedruppels H2Av precies buiten houden. Welte en zijn collega's ontdekten, tot hun verbazing, dat de opslagfunctie niet statisch is - histonen blijven niet altijd op de druppeltjes. In plaats daarvan, de H2Av-moleculen worden constant heen en weer geschud tussen lipidedruppeltjes. Door de uitwisseling heeft het fruitvliegembryo altijd vrij H2Av beschikbaar om naar de celkern te transporteren, maar houdt tegelijkertijd de concentratie van vrij H2Av laag zodat het in een langzamer tempo naar de kern wordt getransporteerd - een tempo dat meer synchroon loopt met de snelheid van DNA-synthese.

De onderzoekers toonden ook aan dat de regulerende functie in het fruitvliegembryo wordt uitgeschakeld zodra het embryo een bepaald stadium bereikt, wat aangeeft dat cellen kunnen bepalen wanneer ze de eiwitverwerkingsfunctie van lipidedruppeltjes moeten gebruiken.

Embryo-overleving en lipidengerelateerde ziekten

Het identificeren van deze functies van lipidedruppeltjes geeft onderzoekers meer inzicht in hoe embryo's zich ontwikkelen en overleven:zonder lipidedruppeltjes die H2Av reguleren, embryo's kunnen in gevaar komen.

Wat we nu weten over de verschillende functies van lipidedruppels, betekent ook dat onderzoekers met deze factoren rekening moeten houden bij het onderzoeken van de effecten van obesitas. Lipidedruppeltjes zijn disfunctioneel in ziektetoestanden zoals obesitas (te veel lipidedruppeltjes) of lipodystrofieën (te weinig lipidedruppeltjes), zegt Welte. "De oorzaak van deze ziekten - te veel of te weinig vet - heeft te maken met hoeveel lipiden je hebt. Ons werk suggereert dat wanneer we naar deze ziektetoestanden kijken, mensen moeten ook kijken naar wat er met de eiwitten gebeurt, omdat deze lipidendruppels deze tweede functie hebben naast het hanteren van vet."