Alterung und Neurodegeneration
Dr. Daniele Bano
Gruppenleiter
Sigmund-Freud-Str. 27
53127 Bonn

daniele.bano@dzne.de
 +49 228 43302-510

Forschungsschwerpunkte

Unter Alterung versteht man die fortschreitende Akkumulation von geschädigten Makromolekülen und Zellstrukturen, welche die Gewebehomöostase negativ beeinflussen. Als multifaktorieller biologischer Prozess beeinflusst das Altern unvermeidlich die körperliche Kondition und erhöht die Anfälligkeit für infektiöse und chronische Erkrankungen, einschließlich neurodegenerativer Erkrankungen. Mit einer demographischen Verschiebung hin zu einer Bevölkerung mit älteren Menschen wird es zwingend notwendig sein, neuartige und langfristig wirksame Strategien zu entwickeln, die dazu beitragen, altersbedingte Störungen zu lindern. In den letzten Jahren haben erstaunliche Studien eine Bandbreite an pharmakologischen, ernährungsbasierten und genetischen Interventionen beschrieben, welche die Langlebigkeit von mehrzelligen Organismen fördern können. Aufgrund ihrer positiven Auswirkung auf Gesundheit und Stressresistenz können die zugrunde liegenden lebensverlängernden Signalwege vielversprechende Ziele für die Behandlung altersbedingter chronischer Erkrankungen sein. Unser Labor untersucht das Zusammenspiel von Epigenetik, mitochondrialen Funktionen und Metabolismus bei Alterung und neurodegenerativen Erkrankungen. Dabei konzentrieren wir uns auf metabolische Veränderungen, welche bei Tieren mit mitochondrialen Störungen vorliegen. Darüber hinaus untersuchen wir diejenigen epigenetischen Regulatoren, welche die transkriptionelle Flexibilität fördern, die wiederum den lebensverlängernden Programmen und den umweltbedingten metabolischen Anpassungen zugrunde liegt. Unser Ziel ist es, die Relevanz dieser Faktoren beim Beginn und Fortschreiten neurodegenerativer Prozesse zu definieren. Zusätzlich möchten wir mit Hilfe von genetischen und pharmakologischen Ansätzen molekulare Ziele aufdecken und Untersuchungen mit Substanzen durchführen, welche eine potenzielle Anwendung in präklinischen Studien darstellen (proof-of-principle).

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Mitochondriale Fehlstörungen. Wir untersuchen die Bedeutung der mitochondrialen Bioenergetik in zellulären metabolischen Reaktionen. Unsere bisherige Arbeit erforschte neuartige, von Mitochondrien abhängige molekulare Kaskaden, die zum Zelltod und zu neuronalen Störungen beitragen (Sendoel A. et al., 2014, Gioran A. et al., 2014, Meyer K. et al., 2015). Im Kontext humaner Pathologien, welche kausal mit mitochondrialen Fehlstörungen verknüpft sind, suchen wir nach neuen molekularen Kandidaten, welche den von Mitochondrien verursachten Schädigungen entgegenwirken und den damit verbundenen degenerativen Prozesse verbessern können. Als Teil unserer translationalen Bemühungen führen wir in vitro und in vivoscreenings von biologisch aktiven Molekülen durch. Potenzielle Kandidatenverbindungen werden derzeit auf ihre vorteilhaften Wirkungen für das Überleben und die Eignung sowohl bei Nematoden als auch bei Mäusen mit mitochondrialen Defekten getestet. Dies kann Möglichkeiten für neuroprotektive Strategien eröffnen.

Epigenetische Plastizität und neurodegenerative Prozesse. Wir wollen die epigenetischen Mechanismen verstehen, welche den altersbedingten Prozessen in Metazoen zugrunde liegen. Wir konnten kürzlich zeigen, dass die replikationsunabhängige Histonvariante H3.3 in C. elegans Langlebigkeitswege durch die Aufrechterhaltung der Transkriptionsplastizität ermöglicht (Piazzesi A. et al., 2016). Im weiteren Verlauf werden wir unsere Untersuchung mit denjenigen epigenetischen Faktoren weiterführen, welche die altersbedingten Modifikationen vereinheitlichen können. Unsere Arbeit erstreckt sich aber auch auf andere Aspekte des chromatin-remodeling-Prozesses. Insbesondere sind wir daran interessiert, die Bedeutung des SWI/SNF/BAF-Komplexes unter altersbedingten neurodegenerativen Konditionen zu verstehen. Als Teil unserer Forschung werden wir untersuchen, wie abweichende SWI/SNF/BAF-Komplex Aktivitäten die neuronale Anfälligkeit bei Tieren verbessern kann, welche metabolischen und umweltbedingten Herausforderungen ausgesetzt sind.

Schlüsselpublikationen

Piazzesi A, Papić D, Bertan F, Salomoni P, Nicotera P, Bano D. Replication-Independent Histone Variant H3.3 Controls Animal Lifespan through the Regulation of Pro-longevity Transcriptional Programs. Cell Rep. 2016 Oct. 18; 17:987-996. doi: 10.1016/j.celrep.2016.09.074
Meyer K, Buettner S, Ghezzi D, Zeviani M, Bano D, Nicotera P. Loss of apoptosis-inducing factor critically affects MIA40 function. Cell Death Dis. 2015 Jul. 09; 6:e1814. doi: 10.1038/cddis.2015.170
Ataman Sendoel, Simona Maida, Xue Zheng, Youjin Teo, Lilli Stergiou, Carlo-Alberto Rossi, Deni Subasic, Sergio M. Pinto, Jason M. Kinchen, Moyin Shi, Steffen Boettcher, Joel N. Meyer, Markus G. Manz, Daniele Bano, Michael O. Hengartner. DEPDC1/LET-99 participates in an evolutionarily conserved pathway for anti-tubulin drug-induced apoptosis. Nature Cell Biology. 2013 Dec. 31; 16:812-820. doi: 10.1038/ncb3010
Elena Ziviani, Giordano Lippi, Daniele Bano, Eliana Munarriz, Stefania Guiducci, Michele Zoli, Kenneth W. Young, Pierluigi Nicotera. Ryanodine receptor-2 upregulation and nicotine-mediated plasticity. EMBO Journal. 2011 Jan. 04; 30:194-204. doi: 10.1038/emboj.2010.279

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