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Stammzellaltern

Adulte (somatische) Stammzellen spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterhaltung von Organfunktion und -regeneration. Ihre Funktion und Anzahl nimmt jedoch mit zunehmendem Alter ab (Ermolaeva et al., Nat Rev Mol Cell Bio 2018). Der besondere Fokus der Gruppe liegt deshalb auf der Erforschung von molekularen Mechanismen, die zum Verlust der Regenerationsfähigkeit von adulten Stammzellen führen. Mit dem Fokus auf bestimmten Organen führt die Gruppe mit Hilfe von moderner Massenspektrometrie Proteomik durch, um Proteomikprofile von Stammzellen und dem umgebenden Gewebe (Stammzellnische) in unterschiedlichen Altersgruppen und genetischen Hintergründen zu erhalten, sowie den Einfluss von Umweltfaktoren wie Stress, Kalorienreduktion und Bewegung zu bewerten.

Wir konnten bereits zeigen, dass vielfältige Mechanismen die Verfügbarkeit von funktionellen Proteinen im Alter beeinflussen können. Hierzu gehören Veränderungen der Proteinsynthese, intrazellularen Lokalisation und posttranslationale Veränderungen (Cellerino and Ori, Sem Cell Dev Biol 2017). Aktuell arbeiten wir an der Anwendung und Entwicklung von neuen Ansätzen, um die Massenspektrometrie zur Untersuchung von Proteininteraktionen (Mackmull et al., MSB 2017), der Stabilität, der Zusammensetzung von Organellen (Wyantt et al., Science 2018; Parca et al., MSB 2018) und verschiedenen Arten posttranslationaler Veränderungen im Altern anwenden zu können. Aktuelle Schwerpunkte sind dabei Protein-Protein-Interaktionen im Proteostasen-Netzwerk und nicht-enzymatische posttranslationale Veränderungen wie Advanced Glycation End products (AGEs).

Wir nutzen die natürliche Variabilität der Lebensspanne von verschiedenen Arten, um wichtige Determinanten der Langlebigkeit zu identifizieren und diese in einen Zusammenhang mit dem menschlichen Altern stellen zu können (Heinze et al., BMC Biology 2018). Dank internen (Gruppe Cellerino) und externen Kooperationen (Thomas Hildebrandt, IZW, Berlin) können wir unterschiedliche Modellorganismen nutzen; vom kurzlebigen Fisch Nothobranchius furzeri, der eine Lebensspanne von ca. 40 Wochen hat, bis hin zum langlebigen Nacktmull, einem Nagetier, das bis zu 30 Jahre alt werden kann. Die Untersuchungen der Forschungsgruppe basieren hauptsächlich auf integrierten Omik-Ansätzen, bioinformatischen Analysen und Follow-up-Studien an etablierten Modellorganismen des Alterns.

Quellen:

2018

Ermolaeva et al. (2018). Cellular and epigenetic drivers of stem cell ageing.
Nat Rev Mol Cell Biol, 19(9), 594-610. [PubMed]

Heinze et al. (2018). Species comparison of liver proteomes reveals links to naked mole-rat longevity and human aging. BMC Biol 2018, 16(1), 82. [PubMed]

Parca et al. (2018). Quantifying compartment-associated variations of protein abundance in proteomics data. Mol Syst Biol, 14(7), e8131. [PubMed]

Wyant et al. (2018). NUFIP1 is a ribosome receptor for starvation-induced ribophagy. Science, 360(6390), 751-8 [PubMed]

2017

Cellerino & Ori (2017). What have we learned on aging from omics studies? Semin Cell Dev Biol, 70, 177-89. [PubMed]

Mackmull et al. (2017) Landscape of nuclear transport receptor cargo specificity. Mol Syst Biol 2017, 13(12), 962. [PubMed] Highlighted in the "Principle of Systems Biology" - Cell Systems 6 - 2018