Forschungsbereich Neurodegeneration

Leitung: Univ.-Prof. Dr. habil. Ralf J. Braun

Aufklärung molekularer Mechanismen alters­bedingter neurodegenerativer Erkrankungen

Neuro­degenerative Erkrankungen, wie z.B. Alzheimer-, Parkinson-, Huntington- und Moto­neuronen­erkrank­ungen, zeichnen sich durch den zunehmenden krankheits­spezifischen Verlust neuronaler Aktivitäten aus, die letztendlich zum Tode führen. Als Ur­sache wird die Anreicherung krankheits­spezifischer aggre­gierender Proteine diskutiert. Eine kri­tische Schädigung zellulärer Mechanismen der Proteinqualitätskontrolle tragen zu dieser Anreicherung bei. Darüber hinaus wird ein Verlust mitochondrialer Aktivitäten in einem engen Zusam­menhang mit der Ent­wicklung der Erkrank­ungen gebracht. Die Be­deutung dieser Prozesse für den Verlust neuro­naler Aktivitäten in den ver­schiedenen Er­krankungen, sowie deren Zusammenwirken ist nur unzu­reichend verstanden. Dies ist jedoch notwendig, um Ansätze zu entwickeln, die die An­reich­erung der schäd­lichen Proteine in Nervenzellen verringern oder die Toleranz der Zellen gegen­über diesen Proteinen erhöhen.

Als zelluläres eukaryo­tisches Modell­system verwendet die AG Braun vor allem die Bäckerhefe Saccharo­myces cerevisiae. In diesem System sind zelluläre Mechanismen und Funktionen, wie die der Protein­qualitätskontrolle und der mito­chon­drialen Aktivitäten, hervorragend charakterisiert und im Ver­gleich zum Menschen evolutionär konserviert. Die AG Braun etabliert Hefezellkulturen die humane krankheits­assozi­ierte Proteine exprimieren. Sie untersucht, wie Hefezellen auf die Expression dieser Proteine reagieren (z.B. Einfluss auf Überlebens­fähigkeit, mito­chondriale Aktivitäten, Proteinqualitäts­kontrolle). Sie unter­sucht die zelluläre Lokalisierung und den Faltungs­zustand dieser Proteine und identifiziert deren spezi­fische Bindepartner in den Zellen. Durch gezielte genetische Manipulation der Hefe­zellen testet sie die Be­deutung zellulärer Qualitätskontroll­mecha­nismen und Funktionen auf die Gesundheit der Zellen bei An­wesen­heit der krankheitsassoziierten Proteine. Durch Kom­bination aus hypo­thesen­getriebenen und genomweiten hypothesenoffenen experimen­tellen Ansätzen werden neue zelluläre Mechanismen identi­fiziert und charak­terisiert, die das Überleben und die Funktionsfähigkeit von Zellen bei Anwesenheit humaner krankheits­assoziierter Proteine entscheidend beeinflussen können.