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Gewählte Publikation:

Publikationstyp: Master Thesis
Dokumenttyp:

Jahr: 2013

AutorInnen: Hilse, Karolina

Titel: Expression patterns of uncoupling proteins in UCP ablated mice.

Titelvariante: Expression patterns of uncoupling proteins in UCP ablated mice

Quelle: Master Thesis, Vet. Med. Univ. Wien, pp. 51.


Betreut von:

Pohl Elena

Begutachtet von:
Razzazi-Fazeli Ebrahim

Einrichtung:
Institut für Physiologie, Pathophysiologie und Biophysik, Abteilung für Physiologie und Biophysik


Abschluss Datum: 29.05.2013


Abstract:
Mitochondrien sind Doppelmembranorganellen im Zytoplasma von eukaryotischen Zellen, die für die wichtigsten Prozesse der Zelle, Gewebe und sogar des ganzen Organismus verantwortlich sind. Mitochondrien sind das zentrale Organell des zellulären Energiehaushaltes. Diese kleinen Energiefabriken produzieren ATP, halten die Calciumhomöostase aufrecht, steuern das Redoxpotential und sind in vielen metabolischen und biosynthetischen Wegen beteiligt. Zusätzlich wird in Mitochondrien durch Dissipation des Protongradienten Wärme erzeugt. Diese spezifische Aktivität wird im braunen Fettgewebe (BAT) durch ein Protein der inneren Mitochondrienmembran durchgeführt. Thermogenin (Entkopplerprotein 1, Uncoupling Protein 1 - UCP1) ist das Protein, das für die zitterfreie Thermogenese verantwortlich ist. Es ist das am längsten bekannte Mitglied der Entkopplerproteinfamili e, einer Unterfamilie der mitochondrialen Anionentransporter. Die Untersuchung der Entkopplerproteine, deren Funktion und Regulierung sowie ihre Involvierung in der Pathogenese verschiedener Krankheiten ist ein wichtiger Bestandteil der derzeitigen Grundlagenforschung. In der vorliegenden Arbeit wird das genaue Expressionsmuster der Entkopplerproteinfamilie analysiert und deren Funktion erforscht. Neuste Entdeckungen zeigen einen Zusammenhang zwischen den Entkopplerproteinen und Zivilisationskrankheiten wie Fettleibigkeit, Diabetes Typ II, Ischämie, Krebs und neurodegenerativen Erkrankungen. Während Funktion und Lokalisation von UCP1 gut untersucht sind, sind die Funktion und die Gewebsverteilung der anderen 4 Mitglieder immer noch unbekannt oder umstritten. Außergewöhnlich ist das Fehlen eines auffälligen Phänotyp der Knock-out Mäuse (UCP1-/-, UCP2-/-, UCP3-/-), welches durch die Übernahme der Funktion durch eines der verbleibene homologen Familienmitglieder begründet sein könnte. Die hohe Homologie innerhalb der UCP-Familie (30 bis 75%) bestärkt die Hypothese der kompensatorischen Expression. In der vorliegenden Arbeit wird diese Hypothese untersucht, indem die Expressionsmuster der UCPs in den UCP1-/-, UCP2-/-, UCP3-/- Knockout- sowie Wildtyp-Mäusen unter physiologischen Bedingungen analysiert und quantifiziert werden unter Verwendung evaluierter Antikörper. Unsere Ergebnisse widerlegen einerseits die Hypothese einer möglichen kompensatorischen Rolle der UCP-Proteine füreinander, zeigen aber andererseits im Falle von UCP2 und UCP3 eine starke Variabilität ihrer Expression selbst unter physiologischen Bedingungen. Beide Proteine sind bekannt bereits auf der translationaler Ebene reguliert zu sein. Des Weiteren konnten wir beobachten, dass die Abwesenheit von UCP1 die Menge von UCP3 im braunen Fettgewebe signifikant verringert. Wir vermuten eine andere Funktion von UCP3 unabhängig von UCP1 oder UCP2. Weitere Untersuchungen an den UCP1-/-, UCP2-/-, UCP3-/- Knockout-Mäuse sollten Änderungen der Umgebungsparameter wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie andere physiologischen Bedingungen, wie körperliche Aktivität und Ernährung (fettreiche Nahrung, hohe Zuckeraufnahme, kalorische Restriktion und Nahrungsentzug) enthalten. Die Analyse der Knockout-Mäuse unter diesen verschiedenen Bedingungen könnte zur Aufklärung der Funktion der UCPs führen und ihre Rolle in Gesundheit und Krankheit erklären.


Im Rahmen der Hochschulschrift entstandene Publikation(en):

Rupprecht, A; Bräuer, AU; Smorodchenko, A; Goyn, J; Hilse, KE; Shabalina, IG; Infante-Duarte, C; Pohl, EE (2012): Quantification of uncoupling protein 2 reveals its main expression in immune cells and selective up-regulation during T-cell proliferation. PLoS One. 2012; 7(8):e41406
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