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Etherlipide spielen eine wichtige Rolle bei verschiedenen biologischen Prozessen, wie der Struktur und Funktion von Zellmembranen, dem Stoffwechsel, Immunreaktionen und vielem mehr. Es handelt sich um spezielle Phospholipide, die sich nur durch wenige Atome unterscheiden und etwa 10 bis 20 % aller Phospholipide ausmachen. Ein Mangel an Etherlipiden verursacht schwere Erkrankungen wie rhizomelische Chondrodysplasia punctata (RCDP) mit schweren neurologischen Entwicklungsstörungen und körperlichen

Behinderungen. Trotz ihrer klinischen Bedeutung sind die Funktionen von Etherlipiden unbekannt, da es keine Werkzeuge zur Erforschung der Etherlipidbiologie gibt.
Forschende am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG), am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) haben neue Werkzeuge entwickelt, um mechanistische Einblicke in die Biologie der Etherlipide zu gewinnen.

Das Forschungsteam verwendete chemisch modifizierte Etherlipide mit zwei unterschiedlichen reaktiven Gruppen. Solche bifunktionellen Lipide ermöglichen es erstmals, die Lokalisierung von Etherlipiden sichtbar zu machen und ihre Wechselwirkung mit Proteinen zu untersuchen.

Eine Kombination aus Fluoreszenzbildgebung, Machine-Learning-gestützter Bildanalyse und mathematischer Modellierung zeigte spezielle Transportmechanismen einzelner Etherlipide. 

„Mit unseren neuen Werkzeugen haben wir herausgefunden, dass der nicht-vesikuläre Transport der Hauptmechanismus für den Transport von Etherlipiden ist“, erklärt Kristin Böhlig, die die Studie leitete. „Allerdings werden einige Etherlipidtypen schneller transportiert als andere. Das deutet darauf hin, dass es spezifische, bislang unentdeckte Lipidtransportproteine gibt, die zwischen Etherlipidtypen unterscheiden können.“

Die Ergebnisse legen nahe, dass der zelluläre Lipidtransportmechanismus in der Lage ist, selbst kleine strukturelle Unterschiede zwischen Etherlipiden zu erkennen, wodurch die biologische Bedeutung der Lipidvielfalt weiter unterstrichen wird.

„Unsere bifunktionellen Etherlipid-Sonden stellen ein flexibles Toolkit dar, um die Biologie der Etherlipide im Detail zu untersuchen. Dies wird einen wesentlichen Beitrag leisten, um die Funktionen der Etherlipide in der grundlegenden Zellbiologie und ihre Rolle bei menschlichen Krankheiten zu verstehen“, sagt André Nadler, der die Studie leitete. „Die detaillierte Untersuchung von Etherlipiden könnte in Zukunft dazu beitragen, neue Therapien für Krankheiten zu entwickeln, die durch Ungleichgewichte im Lipidstoffwechsel verursacht werden.“