Die Rolle des Hormones Leptin in der Reproduktion

• Antragsteller: Dr. Maximilian Michel
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 466254524

Die Schlüsselgene der Energiehomöostase sind in allen Wirbeltieren von Säugetieren bis zu Fischen konserviert. Leptin wird in Säugetieren im Fettgewebe in direktem Verhältnis zum Körperfett exprimiert und signalisiert dem Gehirn den Status peripherer Energiereserven. Die Rolle von Leptin in Fischen ist derzeitig noch unklar. Leptin wird nicht im Fettgewebe von Fischen exprimiert und der Verlust von Hormon oder Rezeptor führt im Gegensatz zu Säugetieren nicht zu Adipositas. Unsere vorläufigen Daten legen nahe, dass Leptin beim Zebrabärbling eine Rolle im Energiefluss in und aus Eizellen spielt. Dies wirft zwei interessante Forschungszweige auf: 1) Aus menschlicher Sicht ermöglicht der Zebrabärbling uns, die Rolle von Leptin ohne komorbide Fettleibigkeit zu untersuchen. Bei Säugetieren spielt Leptin eine Rolle in Subfertilität die bei Frauen oft mit Fettleibigkeit einhergeht. Eine Charakterisierung peripherer Leptineffekte in der Fortpflanzungsbiologie von Zebrabärblingen kann Aufschluss über anzestrale Mechanismen geben. 2) Leptin scheint sowohl bei der Reifung als auch der Resorption von Eizellen eine Rolle zu spielen. Gereifte Eizellen können einen signifikanten Anteil des Körpergewichts eines Fisches ausmachen und es ist möglich, dass diese Energie während einer Fastenzeit wiedergewonnen werden kann. Aus einer evolutionsbiologischen Sicht ist es interessant ob Eizellen eine anzapfbare Energiereserve bilden und welche Rolle leptin hier spielt.Zusammenfassend ist meine Hypothese, dass der Leptinspiegel in Fischen während des Fastens ansteigt, was zu einer Mobilisierung von Energie aus reifen Eizellen führt. Diese machen bis zu 25% der gesamten Körpermasse aus, 80% davon sind energiereiches Eigelb. Gleichzeitig spielt Leptin eine Rolle in der Reifung von Oozyten indem das Hormon Einfluss auf den Signalweg Aromatase -> Östrogen -> Vitellogenin ausübt, um dem Fisch in Fastenzeiten ein grundlegendes Maß an Fortpflanzungskompetenz zu ermöglichen.Ich schlage die folgenden unabhängigen Ziele vor. 1) Wie interagiert Leptin mit den peripheren Steroidsystemen, um die Eizellenreifung zu modulieren? 2) Fasten führt zur Resorption von Eizellen. Ist die Energie aus Eizellen für fastende Weibchen brauchbar und welche Rolle spielt Leptin? 3) Das Leptin-Gen ist in Fischen dupliziert. Wir werden Genexpression und Funktionsverlust getrennt charakterisieren und rekombinante Proteinquellen, Antikörper und Gewebespezifische Funktionsverlustlinien produzieren, die für eine genauere Analyse der Rolle des Leptins in einem Folgeantrag von entscheidender Bedeutung sind.Ziel 1 widmet sich der Rolle von Leptin in der Reifung und Ziel 2 der Resorption von Oozyten. Diese Gegensätzliche Rolle begründet sich entweder darin, dass Leptin in Reifen und Unreifen Oozyten unterschiedliche Mechanismen auslöst oder dass das duplizierte Gen Unterfunktionen aufweist. Wir testen dies mit RNAseq um Schlüsselknoten für weitere Untersuchungen zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Israel
• ausländ. Mitantragstellerin: Professorin Berta Levavi-Sivan, Ph.D.