Verbindungsforschung
MOTS-c: Forschungsüberblick
MOTS-c ist ein Peptid aus 16 Aminosäuren, das von einem kurzen offenen Leserahmen innerhalb des 12S-rRNA-Gens der mitochondrialen DNA kodiert wird. Es wurde in kultivierten Zellen und in Nagetiermodellen im Zusammenhang mit dem Folatzyklus, der Anreicherung von AICAR und der Aktivierung von AMPK untersucht sowie in beobachtenden Arbeiten am Menschen, in denen die körpereigenen Spiegel in der Skelettmuskulatur und im Blut gemessen wurden.1, 3
Wirkmechanismus im Überblick
- Folatzyklus und De-novo-PurinsyntheseWerden Berichten zufolge in kultivierten Zellen durch MOTS-c gehemmt, begleitet von einer Anreicherung von AICAR.1
- AMPKWird Berichten zufolge in Zellstudien der AICAR-Anreicherung nachgeschaltet aktiviert; beschrieben als zentraler Knotenpunkt des vorgeschlagenen Signalwegs.1, 6
- Zellkern und NRF2Unter Glukoserestriktion gelangte MOTS-c in Zellstudien Berichten zufolge in den Zellkern und trat dort mit NRF2 in Wechselwirkung.2
- SkelettmuskulaturIn Studien an Mäusen als wichtigstes Zielgewebe vorgeschlagen; körpereigenes MOTS-c nahm Berichten zufolge in menschlicher Muskulatur und im Blut unter körperlicher Belastung zu.1, 3
Die Achse aus Folatzyklus, AICAR und AMPK und die Rolle in der Signalübertragung im Zellkern erscheinen verknüpft, da die Regulation von Kerngenen durch MOTS-c in Zellstudien als AMPK-abhängig berichtet wurde; ob diese Schritte beim Menschen in gleicher Weise ablaufen, ist noch Gegenstand der Forschung.1, 2, 6
Was es ist
MOTS-c steht für „mitochondrial open reading frame of the 12S rRNA type-c“. Es ist ein Peptid aus 16 Aminosäuren, das innerhalb des mitochondrialen 12S-rRNA-Gens kodiert wird, wo es als kurzer offener Leserahmen identifiziert wurde. Es gehört zu den mitochondrial kodierten Peptiden, einer Gruppe, zu der auch Humanin und die kleinen humaninähnlichen Peptide zählen.1, 6
Konservierung und Nachweis
Ein Sequenzvergleich über 14 Arten hinweg zeigte, dass MOTS-c hoch konserviert ist, insbesondere in seinen ersten 11 Resten. Körpereigenes MOTS-c wurde in Geweben von Nagetieren sowie im Plasma von Nagetieren und Menschen berichtet, gemessen mit einem MOTS-c-spezifischen Immunoassay.1
Wie es wirkt
Die meisten mechanistischen Daten stammen aus kultivierten Zellen und aus Mäusen. Evidenz aus diesen Modellen ist nicht als Evidenz beim Menschen zu verstehen.1–3
Folatzyklus und AMPK (in vitro)
In HEK293-Zellen hemmten die stabile Expression von MOTS-c oder die Einwirkung von synthetischem MOTS-c auf die Zellen Berichten zufolge den Folatzyklus und die damit verknüpfte De-novo-Purinsynthese. Begleitet wurde dies von einer Anreicherung von AICAR, einem körpereigenen AMPK-Aktivator, und von einer Aktivierung der AMPK.1
Signalübertragung im Zellkern (in vitro)
Unter metabolischem Stress wie einer Glukoserestriktion gelangte MOTS-c Berichten zufolge in den Zellkern. Dort wurde es mit der Regulation von Kerngenen, darunter Gene mit Antioxidant Response Elements, und mit einer Wechselwirkung mit dem Transkriptionsfaktor NRF2 in Verbindung gebracht. Diese Rolle im Zellkern wurde als AMPK-abhängig berichtet.2
Tiermodelle
Bei Mäusen wurde MOTS-c in Modellen der altersbedingten und der durch fettreiche Ernährung ausgelösten Insulinresistenz sowie der diätinduzierten Adipositas untersucht, wobei die Skelettmuskulatur als wichtigstes Zielgewebe vorgeschlagen wurde. Eine spätere Studie untersuchte die körperliche Leistungsfähigkeit und die Genexpression in der Skelettmuskulatur bei jungen, mittelalten und alten Mäusen.1, 3
Forschungsstand
Die hier aufgeführten Arbeiten am Menschen haben das körpereigene (endogene) MOTS-c gemessen. In keiner dieser Studien wurde das Peptid selbst beim Menschen geprüft.3–5
Beobachtungsdaten am Menschen
Berichtet wurde, dass körperliche Belastung die Expression von körpereigenem MOTS-c in der menschlichen Skelettmuskulatur und in der Zirkulation erhöht. Eine systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse zu mitochondrial kodierten Peptiden fasste Messwerte des zirkulierenden MOTS-c bei Menschen mit Diabetes und bei Menschen mit Adipositas zusammen.3, 5
Fragen zur Messmethodik
Eine für die Dopingkontrolle entwickelte massenspektrometrische Methode konnte die mit einem kommerziellen ELISA berichteten MOTS-c-Spiegel im Plasma nicht bestätigen. Die Autoren wiesen auf erhebliche Unterschiede zwischen den beiden Methoden hin, sodass veröffentlichte Werte zur zirkulierenden Konzentration mit Vorsicht zu lesen sind.4
Offene Fragen
Übersichtsarbeiten beschreiben die Forschung zu MOTS-c bei Typ-1- und Typ-2-Diabetes sowie bei alterungsbezogenen Erkrankungen als ein Feld fortlaufender Untersuchung.6
Veröffentlichte Forschung im Überblick
- Tiermodell
Modelle der Insulinresistenz und der diätinduzierten Adipositas bei Mäusen sowie Experimente zu Folatzyklus, AICAR und AMPK in kultivierten Zellen
- In vitro
Translokation in den Zellkern unter Glukoserestriktion und NRF2-verknüpfte Regulation von Kerngenen in Zellen
- Tiermodell
Körperliche Leistungsfähigkeit und Genexpression in der Skelettmuskulatur über Altersgruppen hinweg bei Mäusen, begleitet von Beobachtungen zu belastungsinduziertem körpereigenem MOTS-c in menschlicher Muskulatur und im Blut
- In vitro
Analytische Methode: massenspektrometrischer Nachweis von MOTS-c in humanen Plasmaproben für die Dopingkontrolle, verglichen mit einem kommerziellen ELISA
- Übersichtsarbeit
Systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse zu mitochondrial kodierten Peptiden, mit Zusammenfassung des zirkulierenden MOTS-c bei Diabetes und Adipositas
- Übersichtsarbeit
MOTS-c und andere mitochondrial kodierte Peptide bei Diabetes und alterungsbezogenen Erkrankungen
Forschungsstand: Eine massenspektrometrische Methode zum Nachweis von MOTS-c im Plasma wurde für Zwecke der Dopingkontrolle entwickelt und in Übereinstimmung mit dem International Standard for Laboratories der Welt-Anti-Doping-Agentur validiert.4
Technische Daten
- Molekülmasse
- 2174 Da
- CAS-Nummer
- 1627580-64-6
Quellen
- Lee C, Zeng J, Drew BG, et al. The mitochondrial-derived peptide MOTS-c promotes metabolic homeostasis and reduces obesity and insulin resistance. Cell Metabolism (2015). doi:10.1016/j.cmet.2015.02.009
- Kim KH, Son JM, Benayoun BA, Lee C. The Mitochondrial-Encoded Peptide MOTS-c Translocates to the Nucleus to Regulate Nuclear Gene Expression in Response to Metabolic Stress. Cell Metabolism (2018). doi:10.1016/j.cmet.2018.06.008
- Reynolds JC, Lai RW, Woodhead JST, et al. MOTS-c is an exercise-induced mitochondrial-encoded regulator of age-dependent physical decline and muscle homeostasis. Nature Communications (2021). doi:10.1038/s41467-020-20790-0
- Knoop A, Thomas A, Thevis M. Development of a mass spectrometry based detection method for the mitochondrion-derived peptide MOTS-c in plasma samples for doping control purposes. Rapid Communications in Mass Spectrometry (2019). doi:10.1002/rcm.8337
- Zhou Q, Yin S, Lei X, et al. The correlation between mitochondrial derived peptide (MDP) and metabolic states: a systematic review and meta-analysis. Diabetology & Metabolic Syndrome (2024). doi:10.1186/s13098-024-01405-w
- Kong BS, Lee C, Cho YM. Mitochondrial-Encoded Peptide MOTS-c, Diabetes, and Aging-Related Diseases. Diabetes & Metabolism Journal (2023). doi:10.4093/dmj.2022.0333
Literaturzusammenfassung erstellt am 15. Oktober 2026.