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The effects of L-Carnitine as nutrigenomic factor on gene expression under various conditions
Magdalena Steiner
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Lehramtsstudium UF Biologie und Umweltkunde UF Geographie und Wirtschaftskunde
Betreuer*in
Reinhold Hofbauer
DOI
10.25365/thesis.56382
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17294.45268.927875-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
HINTERGRUND: L-Carnitin hat als wichtiger nutrigenomischer Metabolit, einen enormen Einfluss auf die Genexpression.
ZIELE: Das Ziel dieser Arbeit ist die Herstellung eines Vergleiches zwischen Genexpressionen der Gene BCOX1, TBDN100, STK4 und LMNB1 in zwei verschiedenen Zelllinien. Diese Zelllinien stammen in unserem Fall aus dem Muskel und aus der Leber und wurden mit diversen L-Carnitin-Zusätzen kultiviert. Zum einen haben wir dafür die humane Leberzelllinie WRL68 ausgewählt, die morphologisch Hepatozyten sowie primären Leberzellen entspricht und somit die metabolischen Funktionen der Leber repräsentiert. Zum anderen wurde dazu vergleichend die SKMC Zelllinie analysiert, die ursprünglich von primaren humanen Skelettmuskelzellen isoliert wurde (e.g. Musculus pectoralis major) und somit optimal die Speicherfunktion der Skelettmuskelzellen darzustellen vermag.
MATERIAL/METHODEN: Alle Zellen, welche für den Zusatz von L-Carnitin vorgesehen waren, wurden vorher für drei Tage in einem L-Carnitin-freien Medium, mit 10%-igem dialysierten FCS kultiviert. Anschließend wurde die gewünschte Menge L-Carnitin beigefügt und die Zellen für weitere vier Stunden kultiviert. Die mRNA wurde extrahiert und in cDNA transkribiert. Als Methode der Wahl, zur Feststellung der Mengen an exprimierter Gene, diente die qPCR.
ERGEBNISSE: Alle untersuchten Gene zeigten einen signifikanten Einfluss von LCarnitin bezüglich ihrer Amplifikationsrate. Es gab einen signifikanten Unterschied zwischen der Genexpression von TBDN100 in den WRL68 Leberzellen und den SKMC Zellen. Hervorzuheben ist, dass die ansteigenden Mengen der L-CarnitinZugabe in den SKMC die Genexpression von TBDN100 entsprechened herunter regulieren konnte. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die signifikant positive Korrelation zwischen BCOX1 und der 40µM L-Carnitinsupplementation als Kultivationsbedingung in der Zellkultur.
SCHLUSSFOLGERUNG: Unterschiedliche Konzentrationsstufen von L-Carnitin in den Leber- und Muskelzellen beeinflussen den Metabolismus des Menschen generell
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und die Genexpression der vier ausgewählten Gene im Speziellen. TBDN100 hat sich als das variabelste Gen im Vergleich zwischen Leber- und Skelettmuskelzellen herausgestellt. Die Expression dieses Gens spielt eine wichtige Rolle bei der Modifikation der Proteine nach der Translation und der Azetylierung von Histonen.
Abstract
(Englisch)
BACKGROUND: L-carnitine as important nutrigenomic metabolite that has an enormous impact on gene expression.
OBJECTIVE: The objective of this research was to compare the gene expression of the genes BCOX1, TBDN100, STK4 and LMNB1 in two different cell lines, originating from muscle and liver cells. These cell lines were cultivated under different Lcarnitine supplementation levels. On one hand we have chosen the liver cell line WRL 68, which represents the metabolic function of the liver. On the other hand we analysed the SKMC cell line. It represents an established skeletal muscle cell line with a storage function for L-carnitine.
MATERIALS/METHODS: All cells intended for L-carnitine supplementation were precultivated in the laboratory for three days in a carnitine deficient cell culture medium containing 10% dialysed FCS, and then induced by addition of the desired Lcarnitine amount for four hours. The mRNA was extracted and transcribed into cDNA. By conducting the experiments, qPCR was the method of choice to detect the steady state gene expression levels.
RESULTS: All examined genes were significantly influenced by L-carnitine regarding their amplification rate. There was a significant difference between the gene expression of TBDN100 in the WRL68 liver cells and the SKMC cells. It is notable, that the gene expression of TBDN100 showed downregulation correlated to the amount of L-carnitine induction in the SKMC. Another important aspect was the significant positive correlation between BCOX1 and the 40µM L-carnitine supplementation level during cultivation in cell culture.
CONCLUSION: Different concentration levels of L-carnitine in liver and muscle cells influence the metabolism in humans in general as well as the gene expression of the four chosen genes in particular. TBDN100 became apparent as the most divergent gene in the comparison of liver and skeletal muscle cells. The expression of this gene is important for the process of protein modification after translation and the acetylation of histones.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
L-carnitine gene expression nutrigenomic muscle cell liver cell
Schlagwörter
(Deutsch)
L-Carnitin Genexpression nutrigenomisch Muskelzelle Leberzelle
Autor*innen
Magdalena Steiner
Haupttitel (Englisch)
The effects of L-Carnitine as nutrigenomic factor on gene expression under various conditions
Paralleltitel (Deutsch)
Die Effekte von L-Carnitin als nutrigenomischer Faktor auf Genexpression unter verschiedenen Bedingungen
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
XIII, 56 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Reinhold Hofbauer
Klassifikationen
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten ,
35 Chemie > 35.70 Biochemie: Allgemeines ,
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.20 Genetik ,
44 Medizin > 44.43 Medizinische Mikrobiologie ,
44 Medizin > 44.48 Medizinische Genetik
AC Nummer
AC15333652
Utheses ID
49806
Studienkennzahl
UA | 190 | 445 | 456 |