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Gesundes Altern und die Rolle der Zellmembranen

Eine der größten Herausforderungen für heutige Gesellschaften ist der Umgang mit altersbedingter Krankheit. Aufgrund der verbesserten medizinischen Versorgung ist die Lebenserwartung auf der ganzen Welt gestiegen, doch mit den Alterungsprozessen gehen Beeinträchtigungen der Körperfunktionen und Anfälligkeit für Krankheiten einher, die sich negativ auf die Lebensqualität auswirken. Altern führt zu einer progressiven Verschlechterung von Geweben und Organen. Insbesondere in westlichen Gesellschaften bedeutet Altern ein erhöhtes Risiko für Herzerkrankungen, Krebs oder neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer und Parkinson. Die Aufgabe für die Forschung sehen Lebenswissenschaftler vor allem darin, ein gesundes Altern zu ermöglichen.

Der FRIAS-Forschungsschwerpunkt „Membrantransport im Alter und in Krankheit“, der seit Oktober 2015 am FRIAS forscht, setzt sich mit den zellbiologischen Ursachen und Konsequenzen von Alterung auseinander. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf den Membrantransportprozessen im Altern und in Krankheit. Denn eine Gemeinsamkeit verschiedener altersbedingter Krankheiten sind Defekte bei Membrantransportprozessen. Membrane unterteilen Zellen in funktionale Einheiten, sogenannte Kompartimente, und trennen so das Innere der Zelle von Organellen, beispielsweise dem Zellkern oder dem Kraftwerk der Zelle, dem Mitochondrium. Membranen verhindern durch ihre Unterteilung der Zelle, dass evt. schädliche Teilchen in die verschiedenen Kompartimente eindringen. Außerdem transportieren Membranen Moleküle innerhalb und zwischen den Zellen, sodass Nährstoffe angereichert werden können. Eine weitere Funktion von Membranen besteht im Auslösen und Weiterleiten von Signalprozessen und der Übermittlung von Informationen zwischen den funktionalen Einheiten, die von den Membranen unterteilt werden.

Zu diesen Membrantransportprozessen gehört auch das Phänomen der „Autophagie“. Hierbei handelt es sich um einen Art Recyclingmechanismus, bei dem Zellen ihre eigenen Proteine und Organellen verdauen, ohne sich dabei zu schaden. Autophagie ist notwendig für das zelluläre Gleichgewicht, und um beispielsweise anormale Organellen zu beseitigen, und wirkt sich somit auf die Gesundheit und die Länge des Lebens aus. Sind diese Transport- und Informationsprozesse der Membranen defekt, so lässt sich häufig eine Anhäufung von Biomolekülen und Organellen beobachten. Diese Deregulierungen der Membrantransportprozesse sind oft ursächlich für Krankheiten.

 

Der FRIAS-Forschungsschwerpunkt untersucht darum Störungen im Membrantransport, die sowohl im Alter als auch bei Krankheit auftreten, um letztlich der Frage nachzugehen, wie ein gesundes Altern ermöglicht werden kann. Ziel der Gruppe ist es, basierend auf einem tieferen Verständnis der biologischen Mechanismen neue Therapieansätze zu entwickeln.

Die Organisatoren der Gruppe kommen aus verschiedenen Bereichen der Universität Freiburg: Jörn Dengjel, Leiter der Gruppe, ist Professor in der Dermatologie; Klaus Aktories ist Professor für Pharmakologie und Toxikologie; Stefan Eimer ist Professor für Neuronale Zellbiologie und Tobias Huber ist Professor in der Nephrologie. Zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus dem In- und Ausland untersuchen sie krankheitsrelevante Membrantransportprozesse. Dazu verwenden sie moderne Analysemethoden, wie verschiedene Modelsysteme, molekularbiologische und proteinbiochemische Ansätze und „Omics“-Methoden, die es ermöglichen, Veränderungen bei Molekülen in der Zelle in ihre Gesamtheit gleichzeitig zu erfassen und zu vermessen.


Vom 29. bis 31. Januar 2016 organisiert die Gruppe einen Workshop, bei dem namhafte Forscherinnen und Forscher aus dem In- und Ausland neue Erkenntnisse im Zusammenhang mit deregulierten autophagischen Membrantransportprozessen und Dynamiken im Alter und in Krankheit diskutieren. Dabei ist es dem Forschungsschwerpunkt ein Anliegen, auch die gesellschaftlichen Dimensionen von Altern zu thematisieren und die eigenen Forschungsthemen dort einzubringen. So wird die Tagung mit einem öffentlichen Vortrag von Prof. Frank Madeo eröffnet, der unter dem Titel „Gesundes Altern statt Ewiger Jugend“ Zusammenhänge zwischen Ernährung und Alterung erläutern wird.

Weitere Informationen zum Forschungsschwerpunkt “Membrantransport in Alter und Krankheit”.

Informationen zur Tagung „Autophagic Membrane Trafficking and Dynamics in Aging and Disease“.

12/2015