Biochemie des Alterns

Eine intakte Proteinqualitätskontrolle ist Voraussetzung für die Funktionalität und Physiologie eines Organismus. Eine Störung der Proteinhomöostase (Proteostasie) kann zu ernsthaften Schäden in der betroffenen Zelle führen und die wiederum können zu Krankheiten wie z.B. neurodegenerative und metabolische Erkrankungen aber auch Krebs und immunologischen Defekten führen. Unsere Arbeitsgruppe hat sich zum Ziel gesetzt, die komplexen Mechanismen des Proteostasenetzwerks im Alterungsprozess und als therapeutisches Ziel zur Behandlung von Proteinpathologien zu verstehen.

Wissenschaftlicher Fokus

Unser Ziel ist es, die Mechanismen zu ergründen, die das Proteom während der gesamten Lebensspanne eines Organismus in einem funktionalen Zustand hält. Dafür nutzen wir ein Tiermodell, das sich als Alterungsmodell fest etabliert hat, Caenorhabditis elegans.

Unser Kenntnisstand zu molekularen Chaperonen und Proteasen, wie sie funktionieren, ihr Substrat erkennen und ihre Faltung ermöglichen bzw. korrigieren, beruht nahezu ausschließlich auf in vitro und ex vivo Analysen. Und in der Tat, nutzt auch unser Labor biochemische und biophysikalische Methoden, um mit gereinigten humanen Chaperonen, funktionale Chaperonkomplexe in vitro zu rekonstruieren. So können wir präzise untersuchen, wie diese Chaperonkomplexe die pathologische Aggregation von krankheits-assoziierten Huntingtin, tau und Abeta Proteinen und Peptiden verhindern und auch revertieren können.

Um das erlangte mechanistischen Wissen auf den Organismus übertragen zu können, um z.B. zu verstehen wie sich Proteinfaltungen und auch die Aktivität der Chaperone im Alterungsprozess verändern, nutzen wir den Nematoden C. elegans.

Mit Faltungssensoren und modernen Imaging-Methoden können wir im Tiermodell so Proteinfaltungsprozesse über die gesamte Lebensspanne beobachten. Zudem haben wir Nematodenmodelle für Chorea Huntington und die Alzheimer Erkrankung generiert, um pathologische Veränderungen in der Proteinfaltung der krankheits-assoziierten Huntingtin, tau und Abeta Proteine früh zu detektieren und die Rolle der Chaperone als mögliches therapeutisches Ziel zu untersuchen.