Lipid Droplets und assoziierte Proteine im Wachstum und der multizellulären Entwicklung von Dictyostelium discoideum

Zusammenfassung: Lipid Droplets (LDs) und damit assoziierte Proteine wurden bisher in D. discoideum ausschließlich in dem einzelligen, vegetativen Stadium untersucht. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen deren Einfluss auf die multizelluläre Entwicklung. Statt in der Hungerphase einen Vorteil durch gespeicherte Fettreserven zu vermitteln, stirbt ein Großteil der fetten Zellen in der Entwicklung. Im Mischexperiment, in dem unbehandelten Zellen mit LD-tragenden Zellen kompetieren, stellen letztere nur 10 % der Sporen, also jenen Teil des Fruchtkörpers, der als einziger in der Lage ist, wieder in den vegetativen Zyklus einzutreten. Dieser Effekt ist konzentrationsabhängig und überwiegt den Effekt anderer Nahrungsquellen, wie Glucose. Durch Experimente mit Mutanten, die verschiedene Schritte der Triacylglycerol-Synthese (TAG) betreffen, konnten die Defizite auf das Endprodukt TAG bzw. LDs zurückgeführt werden. Neben der Induktion des Zelltods scheinen zudem auch Fehlregulationen des Entwicklungsprogramms vorzuliegen. Eine verminderte Expression von RNA und Protein des Zelladhäsionsmoleküls Contact sites A (CsA) konnte in Anwesenheit von LDs gezeigt werden. In diesem Kontext wurden zwei Proteine genauer betrachtet. Zum einen PerilipinA bezüglich des Targetings zur LD-Oberfläche. Der für die Bindung verantwortliche Bereich des Proteins wurde eingeschränkt und beinhaltet, wie bei anderen Perilipinen, wahrscheinlich amphiphatische Helices. Untersuchungen des entsprechenden knockouts zeigten zwar einen unveränderten Effekt von LDs auf die Sporenbildung, allerdings scheinen diese Sporen anschließend besser auszukeimen. Zum anderen wurde ein Seipin-ähnliches Protein untersucht. Im Vergleich zu seinen Homologen besitzt das D. discoideum Seipin einen stark verlängerten C-Terminus. Es konnte als Protein des Endoplasmatischen Retikulums (ER) identifiziert werden und lokalisiert in dieser Organelle nur in diskreten Foci. Zudem ist es mit wenigen LDs assoziiert. Sein Fehlen bewirkt im Vergleich zum Wildtyp weniger und größere LDs bei unveränderter Menge an gespeicherten Neutrallipiden. Daher wurde eine Rolle bei der Abschnürung von LDs vom ER postuliert. Der Unterschied in der LD-Morphologie beeinflusst die Entwicklung im Vergleich zum Wildtyp nicht.