Kelechi Michael Amatobi

• The interaction between circadian clocks and metabolism is of increasing interest, since clock dysfunction often correlates with metabolic pathologies. Many research articles have been published analysing the impact of factors such as circadian clock, light, feeding time and diet-type on energy homeostasis in various tissues/organs of organisms with most of the findings done in mammals. Little is known about the impact of circadian clock and the above-mentioned factors on circulating lipids, especially the transport form of lipids -The interaction between circadian clocks and metabolism is of increasing interest, since clock dysfunction often correlates with metabolic pathologies. Many research articles have been published analysing the impact of factors such as circadian clock, light, feeding time and diet-type on energy homeostasis in various tissues/organs of organisms with most of the findings done in mammals. Little is known about the impact of circadian clock and the above-mentioned factors on circulating lipids, especially the transport form of lipids - diacylglycerol (DG) and membrane lipids such as phosphatidylethanolamine (PE) and phosphatidylcholine (PC) in the Drosophila hemolymph. The fruit fly Drosophila is a prime model organism in circadian, behaviour and metabolism research. To study the role of circadian clock and behaviour in metabolism, we performed an extensive comparative hemolymph lipid (diacylglycerol: DG, phosphatidylethanolamine: PE, phosphatidylcholine: PC) analysis using ultra performance liquid chromatography coupled to time-of-flight mass spectrometry (UPLC-MS) between wild-type flies (WTCS) and clock disrupted mutants (per01). In addition, clock controlled food intake– feeding behaviour was investigated. Time-dependent variation of transport (DG) and membrane lipids (PE and PC) were not rhythmic in WTCS under constant darkness and in per01 under LD, suggesting an impact of light and clock genes on daily lipid oscillations. Day-time and night-time restriction of food led to comparable lipid profiles, suggesting that lipid oscillations are not exclusively entrained by feeding but rather are endogenously regulated. Ultradian oscillations in lipid levels in WTCS under LD were masked by digested fatty acids since lipid levels peaked more robustly at the beginning and end of light phase when flies were fed a lipid- and protein-free diet. These results suggest that metabolite (DG, PE and PC) oscillation is influenced by complex interactions between nutrient-type, photic conditions, circadian clock and feeding time. In conclusion, the results of this thesis suggest that circadian clocks determine transport and membrane lipid oscillation in Drosophila hemolymph in complex interactions between nutrient-type, photic conditions and feeding behaviour.…
• Die Interaktion zwischen Innerer Uhr und Metabolismus ist von zunehmendem Interesse, weil Störungen der Inneren Uhr oft mit metabolischen Störungen assoziiert sind. Zahlreiche Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Faktoren, u.a. der Inneren Uhr, Lichtregime, Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme und Art der Diät, auf die Energiehomöostase in verschiedenen Geweben und Organen wurden vor allem in Säugetieren durchgeführt. Der Einfluss der Inneren Uhr und der oben genannten weiteren Faktoren auf zirkulierende Lipide in der Hämolymphe von Drosophila,Die Interaktion zwischen Innerer Uhr und Metabolismus ist von zunehmendem Interesse, weil Störungen der Inneren Uhr oft mit metabolischen Störungen assoziiert sind. Zahlreiche Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Faktoren, u.a. der Inneren Uhr, Lichtregime, Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme und Art der Diät, auf die Energiehomöostase in verschiedenen Geweben und Organen wurden vor allem in Säugetieren durchgeführt. Der Einfluss der Inneren Uhr und der oben genannten weiteren Faktoren auf zirkulierende Lipide in der Hämolymphe von Drosophila, insbesondere auf die Transportform Diacylglycerol (DG) und Membranlipide (wie z.B. Phosphatidylethanolamin (PE) und Phospathidylcholine (PC)), ist jedoch kaum untersucht. Die Taufliege Drosophila dient dabei als hervorragendes Modell in der circadianen Verhaltens- und Metabolismusforschung. Um die Rolle der Inneren Uhr und circadianen Verhaltens auf den Metabolismus zu untersuchen, haben wir eine extensive und vergleichende Lipidanalyse (DG, PE, PC) in der Hämolymphe von Wildtyp-Fliegen (WTCS) und Uhrmutanten (per01) mittels Ultrahochleistungs-Flüssigkeits-chromatographie gekoppelt mit Flugzeit-Massenspektrometrie (UPLC-MS) durchgeführt. Gleichzeitig wurde auch die circadian gesteuerte Nahrungsaufnahme untersucht. Die zeitabhängigen Schwankungen der Transport-(DG) und Membranlipide (PE, PC) unterlagen keiner tageszeitlichen Rhythmik in konstanter Dunkelheit in Wildtypfliegen, und unter Licht-Dunkelwechsel (LD) in per01 Mutanten. Dies weist auf einen Einfluss der Inneren Uhr und des Lichts auf tägliche Lipidschwankungen hin. Restriktion der Futtergabe auf entweder Tag oder Nacht ergab ähnliche Lipidprofile, was darauf hinweist, daß Schwankungen in den Lipidkonzentrationen nicht ausschliesslich durch die Nahrungsaufnahme, sondern auch endogen geregelt werden. Ultradiane Oszillationen in der Lipidkonzentration in WTCS unter LD-Bedingungen wurden durch mit der Nahrung aufgenommene Fettsäuren maskiert, zeigten sich aber deutlicher zu Beginn und Ende der Lichtphase wenn die Fliegen auf einer Lipid- und Protein-freien Diät gehalten wurden. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, daß Oszillationen in Lipiden (DG, PE und PC) in der Hämolymphe durch eine komplexe Interaktion zwischen Diättyp, Lichtregime, Innerer Uhr und Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme bestimmt wird. Zusammengenommen zeigen die Resultate dieser Arbeit, dass die Innere Uhr in komplexer Interaktion mit Diättyp, Lichtregime und Freßverhalten das zeitliche Profil von Transport- und Membranlipiden in der Drosophila-Hämolymphe bestimmt.…