Evolutionäre und experimentelle Biologie des Alterns

Das Valenzano-Labor erforscht die evolutionären genetischen Grundlagen der Lebensdauer und des Alterns von Wirbeltieren. Wir benutzen den afrikanischen Türkisen Prachtgrundkärpfling (Nothobranchius furzeri) als Modellorganismus - das kurzlebigste Wirbeltier, welches im Labor gehalten und gezüchtet werden kann. Wir verwenden eine Kombination aus experimentellen und analytischen Methoden, unter anderem Genkartierung, vergleichende Genomik, Populationsgenetik, Transgenese und Computersimulationen. Einmal jährlich führen wir Feldforschung in Simbabwe durch, der ursprünglichen Heimat dieser Fische.

Forschungsinteressen

Sowohl unter Labor- als auch natürlichen Bedingungen erforschen wir die genetischen Mechanismen, die am Überleben und Altern von Wirbeltieren beteiligt sind. Wir interessieren uns im weitesten Sinne für die Evolution des Genoms und nutzen Kreuzungen verschiedener Fischstämme zum Kartieren von Genomregionen, die mit verschiedenen Merkmalen (z.B. Färbung der Männchen und Geschlecht) assoziiert sind (Valenzano et al., 2009). Nach Sequenzierung des Genoms haben wir so die genetischen Unterschiede zwischen verschiedenen Stämmen dieser Spezies bezüglich ihrer Überlebensspanne in Gefangenschaft kartiert (Valenzano et al., 2015).

Zusätzlich untersuchen wir, ob diese Genomregionen auch beim Alterungsprozess anderer Spezies eine Rolle spielen und in der Wildnis einer Selektion unterliegen. Mittels einer Kombination aus Populationsgenetik und Computersimulationen erforschen wir, wie sich die Genomregionen, die unterschiedliche Life-History-Merkmale steuern, unter bestimmen ökologischen Bedingungen entwickeln (Šajina and Valenzano, 2016).

Da wir mit einem äußerst kurzlebigen Wirbeltier (die mediane Lebensdauer beträgt weniger als vier Monate unter Laborbedingungen) arbeiten, können wir Veränderungen, die während des Alterungsprozesses in verschiedenen Organen und Systemen stattfinden, zügig erforschen. Die seltene Kombination eines kurzlebigen Organismus mit sowohl angeborenem als auch adaptivem Immunsystem ermöglicht uns, mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung folgende Fragestellungen zu untersuchen:
1) Welche Veränderungen finden während des Alterns im B-Zell-Immunglobulin-Repertoire statt?
2) Welche Auswirkungen haben altersbedingte Veränderungen der Zusammensetzung der Mikrobiota im Darm auf das Altern und Überleben von Wirbeltieren (Smith et al., 2017)?

Wir machen uns den kurzen Lebenszyklus des Türkisen Prachtgrundkärpflings (weniger als zwei Monate unter Laborbedingungen) zunutze, um transgene Fischlinien zu erzeugen (Valenzano et al., 2011; Harel et al., 2015) und die Auswirkungen verschiedener genetischer Veränderungen auf das Altern und die Lebensdauer von Wirbeltieren zu untersuchen.

Wir entwickeln den afrikanischen Türkisen Prachtgrundkärpfling als neuartigen experimentellen Modellorganismus eines kurzlebigen Wirbeltiers (Kim et al., 2016) um die Lücke zwischen kurzlebigen wirbellosen Modellorganismen – C. elegans und Drosophila – und langlebigen Wirbeltieren – Mäusen, Ratten, Zebrafischen und Marmosetten – zu schließen.

Diese Website verwendet Cookies. Indem Sie weiter auf dieser Website navigieren, ohne die Cookie-Einstellungen Ihres Internet Browsers zu ändern, stimmen Sie unserer Verwendung von Cookies zu. Datenschutzerklärung