Recycling ist auch in den Zellen des menschlichen Körpers notwendig. Durch die Zellreinigung, der sogenannten Autophagie, werden defekte und damit potenziell schädliche Proteine oder Organellen abgebaut. Das wirkt der Alterung, Stoffwechselstörungen und anderen Erkrankungen wie Krebs entgegen.

Tobias Eisenberg und sein Forscherream vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz haben nun erstmals im Hefemodell nachgewiesen, dass bestimmte neu produzierte Lipide – also Fettmoleküle – für diesen Reinigungsvorgang notwendig sind.

"Die fehlerhaften Proteine und anderen Zellbestandteile werden von Membranen umschlossen und in den Magen der Zelle, die Vakuole, gebracht. Diese Membranen bestehen aus Lipiden, die zuerst produziert werden müssen", erläutert Eisenberg. Wenn die Lipidgenese geblockt ist, gibt es keine Autophagie, lautete daher die Annahme der Forscher, die nun auch belegt werden konnte.

Zellreinigung fördern

Bereits vor mehreren Jahren hat ein Team um Frank Madeo und Tobias Eisenberg einen "Schalter" auf molekularer Ebene entdeckt, der den Zellreinigungsprozess steuern kann: Acetyl-Coenzym A (Acetyl CoA). Zuletzt haben sich die Forscher einen weiterführenden Aspekt, die Acetyl-CoA Carboxylase (Acc1) näher angesehen. Sie wurde bereits in einen Zusammenhang mit der Fettsäure-Biosynthese gebracht.

In ihren jüngsten Versuchen haben die Forscher Hefen, die aufgrund einer Hemmung der Acc1 nur eingeschränkt Lipide selbst produzieren konnten, näher untersucht: Sie zeigten während des Alterns tatsächlich eine unperfekte Autophagie und eine deutlich erhöhte Sterberate. Im Lichtmikroskop konnten die Forscher auch optisch erkennen, dass die Zellen keine bzw. eine geringe Autophagie betreiben. "Zellen mit gestörtem Fettstoffwechsel und Autophagie-Defekt scheitern beim Transport der markierten Proteine in die Vakuole und altern schneller", erklärt Eisenberg.

Die Aktivierung der Acc1 hat hingegen die Autophagie-Kompetenz alternder Zellen gesteigert. "Das ist ein wichtiger Aspekt für unser Wissen rund um diesen Recycling-Prozess und rückt die Bedeutung der Lipogenese, also der Neubildung von Lipiden, in ein neues Licht", so der Grazer Forscher. Ihre jüngsten Ergebnisse würden für einen "weitgehend lipidabhängigen Prozess der Autophagie-Regulation stromabwärts von Acc1", sprechen, schreiben die Forscher in der aktuellen Ausgabe des "Journal of Biological Chemistry".

Die Wissenschafter gehen davon aus, dass ihre Entdeckung auch für Stoffwechselstörungen relevant sein könnte. Den genauen Zusammenhang wollen sie in weiteren Studien in entsprechenden Krankheitsmodellen klären. (APA, red, 15.8.2019)