Adh?sions-GPCRs geh?ren zur gro?en Familie der G-Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCRs). Im Menschen gibt es etwa 700 verschiedene Varianten, die unter anderem für Sinneseindrücke, Hormonzyklen und die Steuerung des Herz-Kreislauf-Systems verantwortlich sind. GPCRs übersetzen Reize, die von au?erhalb auf eine Zelle treffen, in ein intrazellul?res biochemisches Signal.
Mit dem Modelltier der Fruchtfliege k?nnen Forschende in diesem Bereich ein tiefes Verst?ndnis von menschlichen Erkrankungen erlangen – denn die Tiere besitzen zu Menschen eine hohe genetische ?hnlichkeit. Wissenschaftler:innen sch?tzen, dass etwa 75 Prozent der krankheitsbetroffenen Gene des Menschen auch in der Fruchtfliege zu finden sind.
Am Rudolf-Sch?nheimer-Institut für Biochemie der Medizinischen Fakult?t wurden im Genom der Fruchtfliege, auch Drosophila genannt, drei neue Adh?sions-GPCR-Gene gefunden. Eins davon ist evolution?r sehr alt und hei?t Mayo. In der aktuellen Publikation zeigen die Leipziger Wissenschaftler:innen die Funktionen dieses Adh?sions-GPCRs am Lebendmodell der Fruchtfliege. ?Wir haben herausgefunden, dass Mayo die Entwicklung des Mitteldarms bei Drosophila beeinflusst, indem es das Wachstum von Enterozyten, den Epithelzellen der Darmschleimhaut, f?rdert“, sagt Dr. Beatriz Blanco-Redondo, Korrespondenzautorin der Studie.
Die Leipziger Wissenschaftler:innen zeigen in ihrer Publikation auch, dass sich beim Verlust von Mayo im Darm die Herzfrequenz der Tiere beschleunigt und diese ein gef?hrliches Herzrasen entwickeln. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Funktionen von Darm und Herz durch die Rolle von Mayo bei der Entwicklung von Enterozyten verbunden sind. Diese regulieren und steuern sekund?r die Ionenaufnahme, die systemischen Kaliumspiegel und die Herzfrequenz.
Die Forschenden der Universit?t Leipzig untersuchten Tiere, bei denen das Mayo-Gen abgeschaltet wurde. Bei diesen sogenannten ?Knockout-Tieren“ stellten sie fest, dass der Dünndarm verl?ngert ist. Ein ?hnliches genetisches Erscheinungsbild wurde nach der ?berexpression eines anderen Adh?sions-GPCRs in Darmzellen der Maus beobachtet und führte zu einem Mega-Darm. Die Studie zeigt, dass Adh?sions-GPCRs auch in anderen Spezies an der Entwicklung des Magen-Darm-Trakts beteiligt sind und diese Ph?nomene im Menschen relevant sein k?nnten.
?Wir sind bei diesem Forschungsprojekt erst am Anfang. Das Hauptziel besteht darin, den Signalweg zu identifizieren, an dem der Adh?sions-GPCR Mayo beteiligt ist, um herauszufinden, wie dieser die Darmentwicklung steuert“, sagt Tobias Langenhan, Professor für Allgemeine Biochemie am Rudolf-Sch?nheimer-Institut und ebenfalls Korrespondenzautor der Studie.
Die aktuelle Arbeit wurde durch den Sonderforschungsbereich 1423 der Universit?t Leipzig ?Strukturelle Dynamik der GPCR-Aktivierung und Signaltransduktion“, sowie durch die Nachwuchsf?rderung der Medizinischen Fakult?t unterstützt. Wichtige Beitr?ge zu dieser Publikation hat auch die Forschungsgruppe FOR 2149 ?Adhesion GPCR Signaling" geleistet, die bis 2022 bestand.
Originalpublikation in Cell Reports:
"The adhesion G-protein-coupled receptor mayo/CG11318 controls midgut development in Drosophila", https://doi.org/10.1016/j.celrep.2023.113640
