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Ohne THADA (rechts) enthält das Fettgewebe größere Fetttröpfchen (grün) © DKFZ (Teleman)
Ohne THADA (rechts) enthält das Fettgewebe größere Fetttröpfchen (grün) © DKFZ (Teleman)

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Fliegen-Gen könnte Fettverbrennung beim Menschen steuern

13.04.2017

Ein Fliegen-Gen, das auch beim Menschen vorkommt, könnte eine wichtige Rolle bei der Fettverbrennung des Menschen haben. Möglicherweise ist es eine Folge der Anpassung an ein Leben in wärmeren Zonen, meinen Wissenschafter vom Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) in Heidelberg.

An den Drosophila-Fliegen identifizierten die Forscher eine Erbanlage, welche die Balance zwischen Körperwärme und Fettverbrennung steuert. Fehlt die Erbanlage, so setzen die Fliegen Fett an und produzieren gleichzeitig weniger Körperwärme. Übertragen auf den Menschen, könnten die Ergebnisse erklären, wie eine evolutionäre Anpassung des Menschen an ein Leben in wärmeren Zonen die drastische Zunahme an Fettleibigkeit fördert.

Besonders anfällig für Fettleibigkeit sind Menschen in wärmeren Klimazonen. "Eine gängige Theorie besagt, dass ein gedrosselter Stoffwechsel und damit geringere Wärmeproduktion eine Anpassung an die warme Umgebung sind. Die überschüssige Energie wird dann in Form von Fettpolstern gespeichert", wurde Aurelio Teleman in einer DKFZ-Aussendung zitiert. "Wenn das zutrifft, müsste es Gene geben, welche die Balance zwischen Wärmeproduktion und Fettspeicherung steuern. Und diese Gene sollten sich bei verschiedenen Menschen - abhängig vom Breitengrad - unterscheiden."

Erbanlage unterliegt starker evolutionärer Anpassung

Ein Kandidat für ein solches Balance-Gen war THADA: Große Untersuchungen hatten bereits gezeigt, dass Menschen aus verschiedenen Klimazonen sich in diesem Gen besonders stark unterscheiden. Das bedeutet, dass die Erbanlage starker evolutionärer Anpassung unterliegt. "Wir hatten allerdings keine Vorstellung davon, welche Funktion oder Aufgabe THADA im Organismus ausübt und ob es tatsächlich in die Stoffwechselregulation eingreift. Um das herauszufinden, haben wir das Gen bei Fruchtfliegen ausgeschaltet", sagte Teleman.

Fliegen ohne THADA fressen viel, setzen Fett an und produzieren weniger Wärme, so dass sie schnell unter Kälte leiden. Nach einigen Stunden im Kühlschrank sind Fruchtfliegen erstarrt. Während sich die normalen Fliegen rasch erholen, brauchten die Tiere ohne THADA dafür deutlich länger. "Ihr Fett isoliert sie also nicht, und wir konnten nachweisen, dass sie tatsächlich weniger Wärme produzieren", sagte Alexandra Moraru, die Erstautorin der aktuellen Publikation.

THADA, so fanden die DKFZ-Forscher heraus, beeinflusst ein Protein, das Kalzium aus dem Zellplasma in zelluläre Speicherdepots pumpt. Diese Pumpleistung steigt dramatisch an, wenn THADA fehlt. Wenn die Forscher die Leistung der Kalzium-Pumpe experimentell drosseln, kompensiert dies den THADA-Verlust und schützt die Fliegen vor Fettleibigkeit. "Dieses Ergebnis passt ins Bild: Seit kurzem wissen wir aus zahlreichen Arbeiten von Kollegen, dass Kalzium-Signale ein wichtiges Steuerelement des Energiestoffwechsels sind. THADA greift also an zentraler Stelle in die Stoffwechselregulation ein", fasste Moraru zusammen.

Gen übt beim Menschen vergleichbare Funktionen aus

Die neu entdeckten Funktionen von THADA sind offenbar keine Spezialität des Fliegen-Stoffwechsels: Das THADA-Gen des Menschen kann in der Fruchtfliege den Verlust des Fliegen-THADA kompensieren, was dafür spricht, dass das Gen in beiden Arten vergleichbare Funktionen ausübt. Schalteten die Forscher THADA in menschlichen Tumorzellen in der Kulturschale aus, so führte dies, wie bei der Fliege, zu stärkeren Kalzium-Signalen.

Die neu entdeckten Funktionen von THADA können helfen, die evolutionären Hintergründe der derzeitigen weltweiten Übergewichts-Epidemie zu verstehen. Besonders aufschlussreich dabei ist der kombinierte Einfluss auf Fettleibigkeit und Kälteempfindlichkeit. "THADA zählt zu den Genen, in denen sich seit der Trennung von Neandertaler und modernem Menschen die meisten Unterschiede angehäuft haben. Auch später, als sich die modernen Menschen über verschiedene Klimazonen verbreitet haben, unterlag THADA weiterhin starker evolutionärer Anpassung", erklärte Teleman. "Unsere Ergebnisse legen nahe, dass sich die Menschen an verschiedene Klimazonen anpassen mussten, was ihre Veranlagung zur Fettleibigkeit gefördert hat."

Die Veranlagung für krankhaftes Übergewicht ist besonders bei Menschen in warmen Teilen der Welt verbreitet. Dort kann ein reduzierter Stoffwechsel helfen, eine Überhitzung des Körpers zu vermeiden. "In Kombination mit unserer modernen Ernährungsweise führt dieser gedrosselte Energieverbrauch jedoch schnell zur Fettleibigkeit", ist das Fazit des Stoffwechselexperten.

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