Dr. Daniele Bano
Gruppenleiter
Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE)
Ludwig-Erhard-Allee 2
53175 Bonn
daniele.bano(at)dzne.de
+49 (0) 228 / 43302-510
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Forschungsschwerpunkte
Die Besonderheit des Nervensystems beruht auf den extensiven und komplexen Interaktionen zwischen verschiedenen Zelltypen, die eine bedeutende Rolle bei der neuronalen Vernetzung spielen. Bei älteren Menschen sind fortschreitende Veränderungen der neuronalen Morphologie und funktionelle Veränderungen der synaptischen Verbindungen entscheidende Faktoren bei der Abnahme kognitiver Fähigkeiten und bei Gehirnerkrankungen. Obwohl der Zusammenhang zwischen Altern und altersbedingter Hirnerkrankungen nicht zu leugnen ist, ist der molekulare Mechanismus der Entstehung von neuronalen Funktionsstörungen noch wenig bekannt.
In unserem Labor wollen wir neue Gene charakterisieren, die den Alterungsprozess beeinflussen und den kognitiven Verfall und das Einsetzen neurondegenerativer Krankheiten verzögern können.
Signifikanz
- Der Fadenwurm, ein Modell zur Untersuchung von Altern und Neurodegeneration.
Nach Angaben der World Health Organization haben Fortschritte in der medizinischen Versorgung und eine Verbesserung der Ernährung und den hygienischen Bedingungen zu einem demografischen Wandel in der Bevölkerung geführt. Mit der Erhöhung des Anteils älterer Menschen in der Bevölkerung, wird die langfristige Behandlung von Patienten, die von altersbedingten Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson betroffen sind, eine große Belastung für unser Gesundheitssystem werden. Beim Menschen manifestiert sich Altern in einer insgesamt rückläufigen Gewebehomöostase und in der Unfähigkeit des Organismus, angemessen auf Umweltstress zu reagieren. Angesichts dieses funktionellen Abbaus, ist das Alter einer der wichtigsten Risikofaktoren für die Entstehung von chronischen Krankheiten – auch von Erkrankungen, die besonders einschränkend und ohne klinische Therapiemöglichkeiten sind. Aus dieser Perspektive heraus ist ein es von großer Bedeutung, das Altern besser zu verstehen und zu ergründen, ob das Einsetzen altersbedingter Erkrankungen verzögert werden kann. In der Vergangenheit wurde Altern einfach als ein Prozess der langsamen Verschlechterung betrachtet, der durch zufällige Umweltbelastungen beeinflusst wird. Im Gegensatz dazu ist heute klar, dass Altern ein biologischer Prozess ist, der präzise durch evolutionär konservierte molekulare Signalwege reguliert wird.
Die meisten dieser Programme schließen Signaling-Informationen von Wachstumsfaktoren, Nährstoffen, den intrazellulären Energiestatus und umweltbedingte Merkmale ein, welche direkt oder indirekt die Aktivität intrazellulärer Sensoren und schließlich den zellulären Metabolismus verändern können. Besonders interessant ist in diesem Zusammenhang der Effekt von kommerziellen Wirksoffen wie Rapamycin oder Resveratrol auf die Langlebigkeit, die weiterhin bestätigt, dass Altern pharmakologisch moduliert werden kann. Leider ist unser Verständnis der Signalwege, die eine Erhöhung der Lebenserwartung fördern, immer noch unbekannt. Trotzdem, zeigt sich eine attraktive Möglichkeit, weil die Veränderung ein und desselben Signalweges sowohl die Lebensdauer als auch die Erkrankung des Gehirns reguliert: wir werden vielleicht das Auftreten von alters-regulierten Erkrankungen reduzieren können indem wir das Altern regulieren!
Anwendungen
Wir nutzen den Fadenwurm Caenorhabditis elegans und transgene Mausmodelle um neue Signalwege zu charakterisieren, die die Lebenserwartung erhöhen können. C. elegans ist ein kleines Tier, das es uns erlaubt, günstige Screenings nach Modulatoren für Langlebigkeit in kurzer Zeit durchführen zu können. Mausmodelle werden genutzt, um deren Relevanz als Kandidaten für das Altern und vor allem von neurodegenerativen Erkrankungen zu bewerten. Molekular- und zellbiologische Methoden, gemeinsam mit genetischen Anwendungen und der Fluoreszenzmikroskopie werden in großem Maß für routinemäßig eingesetzt.
Publikationen
Calcium-Dependent Dephosphorylation of the Histone Chaperone DAXX Regulates H3.3 Loading and Transcription upon Neuronal Activation.
Michod D, Bartesaghi S, Khelifi A, Bellodi C, Berliocchi L, Nicotera P, Salomoni P. Neuron. 2012 Apr 12;74(1):122-35.
Neurodegenerative processes in Huntington's disease.
D Bano, F Zanetti, Y Mende, P Nicotera; Cell Death Dis. 2011 Nov 10;2:e228. doi: 10.1038/cddis.2011.112.
p73: a multifunctional protein in neurobiology.
R Killick, M Niklison-Chirou, R Tomasini, D Bano, A Rufini, F Grespi, T Velletri, P Tucci, BS Sayan, F Conforti, E Gallagher, P Nicotera, TW Mak, G Melino, RA Knight, M Agostini; Mol Neurobiol. 2011 Apr;43(2):139-46. Epub 2011 Mar 8.
Ageing, Neuronal Connectivity and Brain Disorders: An Unsolved Ripple Effect.
Bano D, Agostini M, Melino G, Nicotera P, Mol Neurobiol. 2011 Apr;43(2):124-30. Epub 2011 Jan 15.
p73 regulates maintenance of neural stem cell.
M Agostini, P Tucci, H Chen, RA Knight, D Bano, P Nicotera, F McKeon, G Melino; Biochem Biophys Res Commun. 2010 Dec 3.
Ryanodine receptor-2 upregulation and nicotine-mediated plasticity.
E Ziviani, G Lippi, D Bano, E Munarriz, S Guiducci, M Zoli, KW Young, P Nicotera; EMBO J. 2011 Jan 5;30(1):194-204. Epub 2010 Nov 26.
Nuclear pore complex during neuronal degeneration: cracking the last barrier.
Bano D., Hengartner M.O., Nicotera P. Nucleus 1:2; March/April 2010:136-138.
Alteration of nucleocytoplasmic transport in Ca2+-mediated neuronal demise.
Bano D., Dinsdale D., Cabrera-Socorro A., Maida S., Lambacher N., McColl B., Ferrando-May E., Hengartner M.O., Nicotera P. Cell Death and Differentiation 2010 Jan; 17(1):119-33.
Mitochondrial Ca2+ signalling in hippocampal neurons.
Young K.W., Bampton E., Pinon L., Bano D., Nicotera P. Cell Calcium 2007 Aug 29.
The plasma membrane Na+/Ca2+ exchanger is cleaved by distinct protease families in neuronal death.
Bano D., Munarriz E., Chen H.L., Ziviani E., Lippi G., Young K.W., Nicotera P. Ann N Y Acad Sci. 2007 Mar; 1099: 451-5
Ca2+ signals and neuronal death in brain ischemia.
Bano D., Nicotera P. Stroke 2007 Feb, 38 (2Suppl); 674-6
Ca2+ signals and death programmes in neurons.
Berliocchi L., Bano D., Nicotera P. Philos Trans R Soc Lond Biol Sci. 2005 Dec 29; 360(1464): 2255-8.
Calpain cleavage regulates the protein stability of p73.
Munarriz E., Bano D., Sayan A.E., Rossi M., Melino G., Nicotera P. Biochem Biophys Res Commun. 2005 Jun 20;333(3):954-960.
Cleavage of the Plasma Membrane Na+/Ca2+ Exchanger in Excitotoxicity.
Bano D., Young K.W., Guerin C.J., LeFeuvre R., Rothwell N.J., Naldini L., Rizzuto R., Carafoli E. and Nicotera P. Cell 2005 Jan 28: 120 (2): 275-285.