Verzögern statt Verhungern

Darm als entscheidendes Puzzleteil bei der Entwicklungssteuerung

Fluoreszenzmikrokopische Aufnahme eines Fruchtfliegen-Darms mit dem Signalmolekül Hedgehog in Grün und der Zellmembran in Magenta.

Wachstum und Entwicklung sind von der Verfügbarkeit von Nährstoffen abhängig. Trotzdem gedeihen und leben einige Organismen selbst unter widrigen und unberechenbaren Umständen, wenn etwa Nährstoffe knapp sind. Der Grund: Ein komplexes Netzwerk koordiniert die Funktion von Organen und reagiert auf Nährstoffknappheit, indem grundlegende Zellfunktionen aufrecht erhalten werden, Entwicklungs- und Wachstumsprozesse hingegen, die viel Energie benötigen, verzögert werden.Wie diese Netzwerke funktionieren, ist bisher noch wenig bekannt.

Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) haben nun den Darm als ein Puzzleteil in diesem Netzwerk identifiziert, der die Produktion einer neuen Form des Signalproteins Hedgehog in der Fruchtfliege Drosophila regelt. Bei Nahrungsknappheit signalisiert Hedgehog dem Fruchtfliegen-Organ Fettkörper, das generelle Wachstum zu bremsen und gespeicherte Energie in Form von Fetten aufzubrauchen, gleichzeitig bringt es die Larve über die Prothoraxdrüse dazu, ihre Entwicklung zu verzögern. Das erlaubt der Fliegenlarve, lang genug zu überleben, um neue Nahrungsquellen zu finden. Dann kann sie sich, wenn auch zeitverzögert, weiter entwickeln. Zudem konnten die Wissenschaftler in der Studie erstmals zeigen, dass Hedgehog weite Strecken zwischen Organen zurücklegt und sich nicht nur innerhalb von Geweben aufhält. (Genes & Development, Dezember 2014)

Originalveröffentlichung

Jonathan Rodenfels, Oksana Lavrynenko, Sophie Ayciriex, Julio L. Sampaio, Maria Carvalho, Andrej Shevchenko, Suzanne Eaton Production of systemically circulating Hedgehog by the intestine couples nutrition to growth and development.
Genes Dev., 1. Dezember 2014
doi: 10.1101/gad.249763.114