Auch parasitische Wespen machen Fettsäuren selbst

Regensburger Biologen weisen Fettsäurebiosynthese bei parasitischen Wespen nach

Parasitische Wespen sind eine sehr artenreiche Gruppe von Insekten, die sich in oder auf anderen Insekten entwickeln und ihre Wirtsorganismen am Ende ihrer Entwicklung töten. Daher sind sie als natürliche Gegenspieler unerlässlich für das Funktionieren von Ökosystemen.

Bislang ging man davon aus, dass parasitische Wespen im Laufe der Evolution die Fähigkeit verloren haben, Kohlenhydrate in Fettsäuren umzuwandeln, da sie alle benötigten Nährstoffe während ihrer Entwicklung von ihrem Wirt bekommen.

Forscher der Universität Regensburg konnten nun zeigen, dass dieser wichtige Stoffwechselweg in parasitischen Wespen sehr wohl noch aktiv ist und sie aus Glucose Fettsäuren synthetisieren können.

Weihnachten steht vor der Tür und damit ein wiederkehrendes Problem. Nach den Feiertagen kneift die Hose, denn unser Körper hat im Übermaß genaschte Süßigkeiten in Fett umgewandelt und an unerwünschten Stellen eingelagert.

Diese Umwandlung von Zucker in Fettsäuren stellt einen grundlegenden Stoffwechselweg der Natur dar, denn Fettsäuren sind von zentraler Bedeutung für praktisch alle Lebewesen. Sie sind nicht nur Energiespeicher, sondern auch Bestandteile von Zellmembranen und Ausgansstoffe für die Synthese von Hormonen und anderen wichtigen Signalmolekülen.

Daher ging man lange davon aus, dass die Umwandlung von Zuckern und anderen Kohlenhydraten in Fettsäuren in den allermeisten Lebewesen abläuft. Seit einigen Jahren wurde jedoch postuliert, dass dies nicht für parasitische Wespen gilt, da diese von ihrem Wirt ausreichend mit Fettsäuren versorgt werden, so dass sie im Laufe der Evolution die Fähigkeit zur Fettsäurebiosynthese verloren haben.

Diese Schlussfolgerung basierte jedoch weitestgehend darauf, dass parasitische Wespen, denen Zuckerlösung zum Fraß angeboten wurde, oftmals keine Gewichtszunahme zeigten. Diese Methode ist jedoch relativ ungenau und erlaubt z. B. keine Rückschlüsse, wenn Fettsäurebiosynthese und -verbrennung gleichzeitig ablaufen.

Die Regensburger Forscher hatten daher Zweifel daran, dass parasitische Wespen wirklich auf einen so zentralen Stoffwechselweg verzichten und untersuchten die Fettsäurebiosynthese erneut, jedoch mit einer empfindlicheren Nachweismethode.

Sie fütterten verschiedene Arten mit ¹³C-markierter Glucose und analysierten, ob sich das schwerere Kohlenstoffisotop in den Fettsäuren der Wespen wiederfand. In den Fettsäuren aller untersuchter Arten konnten die Regensburger Forscher den aus der Glucose stammenden ¹³C-Kohlenstoff nachweisen.

Zudem fanden sie die Isotopenmarkierung auch in dem Sexuallockstoff der Männchen der Wespenart Nasonia vitripennis, welchen diese aus Fettsäuren synthetisieren. Schließlich zeigte auch die Proteinanalyse der Drüse, die den Lockstoff produziert, dass dort die Enzyme der Fettsäurebiosynthese vorkommen.

„Diese Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die von uns untersuchten Arten sehr wohl in der Lage sind, Zucker in Fettsäuren umzuwandeln,“ sagt Prof. Dr. Joachim Ruther vom Institut für Zoologie, der die Studie geleitet hat. Auch, wenn parasitische Wespen sicher einen Großteil der benötigten Fettsäuren von ihrem Wirt bekommen, halten sie sich doch die Möglichkeit offen, ihren Bedarf in Zeiten des Mangels durch de-novo-Synthese aus Kohlenhydraten zu ergänzen.

Prof. Dr. Joachim Ruther
Institut für Zoologie
Universität Regensburg
Tel.: 0941 943-2151
E-Mail: Joachim.Ruther@ur.de

Prager, L., Bruckmann, A., Ruther, J., 2019. De novo biosynthesis of fatty acids from α-D-glucose in parasitoid wasps of the Nasonia group. Insect Biochemistry and Molecular Biology 115: 103256
DOI: 10.1016/j.ibmb.2019.103256