ENMax-Planck-Forschungsgruppe Huppertz
RNA-bindende Proteine in Stoffwechsel und Alterung
Stammzellen verfügen über eine einzigartige Stoffwechsellandschaft, die ihr Überleben und ihre Funktion steuert. Die Feinabstimmung von Redox- und Stoffwechselprozessen ist für die Selbsterneuerung, Proliferation und Differenzierung von Stammzellen unerlässlich, was wiederum für ihre Regenerationsfähigkeit von grundlegender Bedeutung ist. Abweichungen in diesem Stoffwechselgleichgewicht können dagegen zur Alterung und zu altersbedingten Krankheiten beitragen, die sich insbesondere dann auf die Lebensqualität eines Menschen auswirken können, wenn sie mit einem kognitiven Abbau verbunden sind.
Es ist wichtig, unser Verständnis des alternden Gehirns und der potenziell verjüngenden neuronalen Stammzellen (NSC), die darin schlummern oder womöglich geschädigt sind, weiter zu vertiefen. Die meisten NSC von Säugetieren befinden sich in einem Ruhezustand und erneuern sich über einen langsamen Zellzyklus. Bestimmte Stimuli aktivieren diese ruhenden NSC jedoch und veranlassen sie, sich zu vermehren und in Neuronen, Astrozyten oder Oligodendrozyten zu differenzieren abhängig vom erhaltenen Signal. Die Verwertung von Metaboliten über primäre Stoffwechselwege ist ein wichtiger Regulator im Zusammenhang mit dem Überleben und der Regenerationsfunktion von NSC.
Während Veränderungen in der Transkription seit vielen Jahrzehnten die Aufmerksamkeit der Wissenschaft auf sich ziehen, stehen RNA-bindende Proteine (RBPs) als Regulatoren des Stoffwechsels erst seit kurzem im Mittelpunkt des Interesses. RBPs sind eine vielseitige Gruppe von Proteinen, die kurz- und langfristige metabolische Anpassungen von Zellen, die sich teilen und differenzieren, erleichtern können. Darüber hinaus können RBPs metabolische Stimuli integrieren, z. B. durch posttranslationale Modifikationen, Veränderungen der Lokalisierung oder der Verfügbarkeit von Metaboliten. Unser übergeordnetes Ziel ist es, das metabolisch dynamische System von ruhenden und aktivierten NSCs während der Alterung zu nutzen, um die folgenden Fragen zu klären und die Beteiligung von typischen und untypischen RBPs daran zu entdecken:
- Was steuert die metabolischen Veränderungen, die alternde neuronale Stammzellen durchlaufen?
- Welche Rolle spielt der Stoffwechsel im Alterungsprozess von neuronalen Stammzellen?
- Wie werden die zytosolischen und mitochondrialen Stoffwechselwege in alternden neuronalen Stammzellen koordiniert?