Fettdroppar:man tänkte länge på dem bara som de formlösa klumpar med fett som gjordes av reservdäck och muffinsplattor. Men dessa dagar, de är "ett riktigt hett forskningsområde, "säger Michael Welte, professor och ordförande i biologi vid University of Rochester.

Det beror delvis på att lipiddroppar har visat sig spela kritiska roller i livscyklerna för vissa proteiner som är involverade i genuttryck. Nu, en studie av Welte och hans kollegor, publicerad i tidningen eLife , beskriver hur lipiddroppar reglerar dessa proteiner. Forskningen har konsekvenser för att förstå vad som hjälper embryon att överleva och kan få oss att ompröva hur vi ser på lipidrelaterade sjukdomar som fetma.

Utöver fettförvaring

Du kanske inte vet det, men när du äter ost, glass, eller yoghurt, du äter också mikroskopiska lipiddroppar.

"Bröstkörtelcellerna som tillverkar mjölk gör mycket lipiddroppar och utsöndrar sedan dessa, "säger Welte." Alla mejeriprodukter eller animaliska produkter som vi konsumerar är fulla av lipiddroppar. "

Lipiddroppar fungerar i olika delar av människokroppen:i levern, de lagrar vitamin A; i näthinnan i ögat, de hjälper till att lagra det pigment som celler använder för att känna igen ljus. De är till och med i talgkörtlarna, som gör det oljiga materialet som täcker vårt hår och hud.

Men lipiddroppar är inte bara fettavlagringar. Enligt Welte, ny forskning visade att lipiddroppar har tre huvudfunktioner utöver deras roller i fettlagring:

1. Mognad:Vissa proteiner, när de först görs, behöver lipiddroppar för att uppnå sin mogna form.
2. Nedbrytning:Lipiddroppar håller vissa proteiner ur vägen när proteinerna antingen är skadade eller föråldrade men ännu inte förstörs.
3. Lagring:Lipiddroppar fungerar som lagringsenheter för olika proteiner, så proteinerna avskiljs tills de behövs någon annanstans i cellen.

'Pacemakers' för histoner

Weltes nuvarande forskning använder fruktfluga -embryon för att studera hur lipiddroppar påverkar en viss uppsättning proteiner som kallas histoner. Histoner finns i många organismer, från jäst till fruktflugor till människor, och är ansvariga för att svepa in långa strängar av DNA så att DNA:t passar in i en cellkärna. Fruktflugor embryon är idealiska att studera eftersom de duplicerar sitt DNA ungefär var tionde minut, och, som ett resultat, behöver stora mängder histoner.

Histoner är avgörande för livet för de flesta organismer "eftersom de styr allt i kärnan och packar DNA för att reglera genuttryck, "Säger Welte." Om vi ​​har fel mängd histoner - antingen för många eller för få - kommer det att finnas utbredda defekter. "

Om det finns för få histoner, gener kan uttryckas som inte borde vara det. För många histoner kan orsaka att celler har problem med att dela sina kromosomer.

Welte upptäckte att lipiddroppar spelar en viktig roll för att reglera en viss histon som kallas H2Av. En moderfluga producerar enorma mängder histoner, som sedan överförs till hennes ägg så att ett embryos DNA kan förpackas när embryot utvecklas och skapar fler celler. Agerar som pacemaker, lipiddropparna reglerar hur snabbt H2Av kommer in i cellens kärna genom att lagra H2Av tills kärnan behöver det.

Forskarna använde sofistikerad mikroskopi för att observera exakt hur lipiddroppar håller ut H2Av. Welte och hans kollegor upptäckte, till deras förvåning, att lagringsfunktionen inte är statisk — histoner stannar inte på dropparna hela tiden. Istället, H2Av -molekylerna blandas ständigt fram och tillbaka mellan lipiddroppar. Utbytet gör att fruktflugans embryo alltid kan ha gratis H2Av tillgängligt att transportera in i cellkärnan, men håller samtidigt koncentrationen av fritt H2Av lågt så att det transporteras till kärnan i en långsammare takt - ett tempo mer i synk med hastigheten för DNA -syntes.

Forskarna visade också att regleringsfunktionen är avstängd i fruktflugans embryo när embryot når ett visst stadium, vilket indikerar att celler kan kontrollera när de ska använda proteinhanteringsfunktionen för lipiddroppar.

Embryoöverlevnad och lipidrelaterade sjukdomar

Genom att identifiera dessa lipiddroppars funktioner får forskare mer inblick i hur embryon utvecklas och överlever:utan att lipiddroppar reglerar H2Av, embryon kan äventyras.

Det vi nu vet om de olika funktionerna hos lipiddroppar innebär också att forskare måste ta hänsyn till dessa faktorer när de undersöker effekterna av fetma. Lipiddroppar är dysfunktionella i sjukdomstillstånd som fetma (för många lipiddroppar) eller lipodystrofier (för få lipiddroppar), Säger Welte. "Orsaken till dessa sjukdomar - för mycket eller för lite fett - har att göra med hur mycket lipid du har. Vårt arbete tyder på att när man tittar på dessa sjukdomstillstånd, människor måste också titta på vad som händer med proteinerna, eftersom dessa lipiddroppar har denna andra funktion utöver hantering av fett. "