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Proteomic Profiling and Knock-out Analysis of Key Components of the Zebrafish Egg: Discovering Vitellogenin Contributions to Fish Egg Quality

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Ursachen für schlechte Qualität bei Fischeiern

Schlechte oder variable Eiqualität ist für Aquakulturen und Fischfarmen weltweit ein Problem. Bislang wurde noch zu wenig zum Ungleichgewicht von Eiproteinen geforscht, obwohl diese in der frühen Entwicklung maßgeblich und somit potenzielle Ursache für schlechte Eiqualität sind.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen
Grundlagenforschung

Hauptbestandteile von Fischeiern sind Eigelbproteine ​​(yolk proteins, YP). Deren Vorläuferproteine sind so genannte Vitellogenine (Vtg). Alle Fische produzieren mehrere Arten von Vtg mit jeweils unterschiedlicher Rolle bei der Eizellreifung und embryonalen bzw. Larvenernährung. Bei den zytologischen Ereignissen spielen komplexe Systeme (Vtg-Rezeptoren, endozytotische Elemente, Enzyme und andere Proteomkomponenten) eine Rolle, und erste Ergebnisse legen nahe, dass Störungen dieser Systeme die Eiqualität verschlechtern können. Das EU-finanzierte Projekt FISHEGG führte am Modellorganismus Zebrafisch (Danio rerio) Proteomanalysen durch, um Ursachen für die schlechte Qualität bei Fischeiern zu finden und charakterisierte molekulare Struktur, Expression, Proteinproduktion ​​und Phylogenie der Vtg-Gene. Weiterhin wurden Proteomanalysen bei trächtigen Weibchen, Oozyten, Eiern und Laich aus hoch- und minderwertigen Eiern durchgeführt und Vtg und verwandte Vtg-derivierte YP quantifiziert. Mit innovativen Knock-out-Methoden wurden weitere wichtige Vtg identifiziert. Den Ergebnissen zufolge geht schlechte Eiqualität auf einen Mangel an Proteinen zurück, die am Energie- und Fettstoffwechsel wie auch der Proteinsynthese beteiligt sind. Zudem wurden verstärkt Proteine nachgewiesen, die Apoptose, Onkogene, Lysosomen und angeborene Immunfunktionen regulieren, die Eier enthielten aber auch viele Lektine und Zona pellucida-Proteine. Schließlich wurden mehrere Markerproteine gefunden, deren unterschiedliche Expression Einfluss auf die Eiqualität hat. Das Projekt erstellte eine vollständige molekulare Karte für mehrere Vtg bzw. deren YP und deren Einfluss auf die Eiqualität bei Zebrafischen. Die Knock-out-Studie bestätigte, dass den Vtg eine wesentliche Rolle bei der Oogenese und Entwicklung von Larven und Embryonen zukommt. Die Forscher identifizierten für künftige Forschungen auch mehrere Proteine (u.a. Vtg) als potenzielle Marker für Eiqualität. FISHEGG wird damit wesentlich den Wissensstand zu den molekularen Mechanismen der Oogenese bei Fischen erweitern und die Forschung zu proteomischen Faktoren befördern, die die Eiqualität beeinflussen. Durch Optimierung der Eiqualität bei Zuchtfischen fördert das Projekt nachhaltige Fischzucht und trägt zur globalen Ernährungssicherheit bei.

Schlüsselbegriffe

Eiqualität, Eigelbproteine, Vitellogenine, FISHEGG, Zebrafisch

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