Lead
Die Kernfrage dieses Forschungsprojektes lautet: Wie werden Fettsäuren aus Zellen exportiert? Diese grundlegende Frage ist von hoher medizinischer und angewandter Bedeutung. Es ist von medizinischer Bedeutung, da die fettspeichernden Adipozyten durch Hunger induziert große Mengen an freien Fettsäuren in den Kreislauf freisetzen. Dieser lipolytische Weg ist eng mit Stoffwechselstörungen wie Fettleibigkeit, Diabetes und chronischen Entzündungen verbunden. Die Frage ist von praktischer Relevanz, da ein grosses kommerzielles Interesse daran besteht, nachhaltige Quellen für die Produktion von Biotreibstoff zu etablieren, d. h. der Herstellung von Fettsäurederivaten durch mikrobielle Fermentation. Angesichts der Bedeutung dieses Fettsäuretransport-Weges ist es überraschend, wie wenig wir darüber wissen. Im Wesentlichen wissen wir nur, dass Fettsäuren aus den Zellen heraus transportiert werden, aber wir verstehen nicht, wie dieser Transport auf molekularer Ebene bewerkstelligt wird.

Lay summary

Inhalte und Ziele des Forschungsprojekts

Die Ziele des Projekts sind zweifach. Zunächst versuchen wir, molekulare Komponenten zu identifizieren, welche für den zellulären Export von Fettsäure erforderlich sind. Wir hoffen, diese mittels eines genetischen Screens in der Bäckerhefe, Saccharomyces cerevisiae, zu erreichen. Dieser genetische Screen wird durch einen analytischen Ansatz zur Identifizierung von Genen und deren Produkten in ölhaltigen Hefearten Starmerella bombicola und Yarrowia lipolytica ergänzt. Dieser ab initio Ansatz wird durch einen Kandidatengenansatz ergänzt, bei dem wir testen, ob kleine sekretierte Fettsäure-bindende Proteine eine Rolle im Export von Fettsäuren spielen. Unsere vorläufigen Daten zeigen, dass die Repression eines kleinen sekretierten Fettsäure-bindenden Proteins tatsächlich den Export von freien Fettsäuren stoppt.
Das zweite Ziel des Projekts besteht darin, das aus den oben genannten Ansätzen gewonnene Wissen anzuwenden, um die Effizienz der Fettsäuresekretion und somit die Gesamtausbeute an Fettsäuren, die von S. cerevisiae und ölhaltigen Hefen produziert werden können, zu verbessern. Wenn dies erreicht werden kann, werden wir versuchen, die Substratspezifität der identifizierten Effluxkomponenten zu modifizieren, um dadurch auch den Export von verwandten kleinen hydrophoben Komponenten, deren biotechnologische Produktion von Bedeutung ist, wie z. B. Fettalkoholen, Dicarbonsäuren und mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAs), zu ermöglichen.