Drosophila Models of Neurodegeneration (Drosophila-Modelle der Neurodegeneration)
Melissa Vos, PhD
Das Hauptaugenmerk der Forschungsgruppe 'Drosophila-Modelle der Parkinson-Krankheit (PD)' liegt auf der Untersuchung der zugrundeliegenden Mechanismen, die für PD in einem Fliegenmodell ursächlich sind. Viele Gene, die für PD ursächlich sind, sind zwischen den Spezies konserviert und für die meisten genetischen Formen von PD gibt es Fliegenmodelle. Obwohl die Ätiologie der Krankheit nach wie vor nicht eindeutig geklärt ist, wurde vermutet, dass Mitochondrien sowohl bei sporadischen als auch bei genetischen Formen eine wichtige Rolle bei der Krankheit spielen. Daher kann die Untersuchung der Funktion dieser Gene uns helfen, die Wege zu verstehen, die sowohl der genetischen als auch der sporadischen Form von PD zugrunde liegen. Mindestens zwei PD-verursachende Gene, PINK1 und Parkin, haben einen mitochondriale Kontext. Parkin ist eine E3-Ligase, die bei der mitochondrialen Clearance (Mitophagie) funktioniert, und PINK1 ist eine mitochondriale Kinase. Bei Fliegen führt der Verlust von PINK1 oder Parkin zu sehr ähnlichen Phänotypen, einschließlich motorischer Probleme (Defekte in der Flugfähigkeit) und verschiedener mitochondrialer Defekte (ETC-bezogene Defekte und morphologische Anomalien), was auf einen gemeinsamen Weg für diese Proteine hindeutet. In der Tat wurde zuvor gezeigt, dass Parkin stromabwärts von PINK1 wirkt und dass PINK1 und Parkin in einem gemeinsamen Weg funktionieren. Studien zeigen, dass PINK1 auch eine Parkin-unabhängige Funktion auf der Ebene des Komplexes I der Elektronentransportkette hat. Wie der Verlust dieser Proteinfunktionen zu PD führt, muss noch geklärt werden. Mit Hilfe von genetischen Werkzeugen wollen wir den/die Signalweg(e) entschlüsseln, die zu genetischen und sporadischen Formen von PD führen.
Animal Models of Movement Disorders (Tiermodelle für Bewegungsstörungen)
Dr. med. Daniel Alvarez-Fischer
Das Hauptinteresse der Arbeitsgruppe "Tiermodelle von Bewegungsstörungen" ist es, die Pathophysiologie, die molekularen Mechanismen und die funktionellen Konsequenzen der Parkinson-Krankheit (PD), der Dystonie und der Schizophrenie besser zu verstehen. Ausgehend von der Tatsache, dass einerseits entwicklungsbedingte Faktoren, wie z.B. Engrailed, für das Überleben dopaminerger Neuronen während des Lebens notwendig sind und andererseits sowohl familiäre als auch sporadische Formen der PD auf eine mitochondriale Beeinträchtigung als eines der zentralen pathophysiologischen Elemente der Erkrankung hindeuten, sind wir an den gemeinsamen Regulationswegen interessiert. Mit Hilfe von Tiermodellen (toxinbasiert und genetisch verändert) untersucht unsere Gruppe die Regulation der mitochondrialen Funktion, der Neurotransmission und des Verhaltens. Wir konnten zeigen, dass Engrailed die mitochondriale Aktivität auf einer translationalen Ebene reguliert und dadurch dopaminerge Neuronen gegen MPTP schützt. Darüber hinaus deuten unsere Ergebnisse auf einen Zusammenhang zwischen mitochondrialem Energiestoffwechsel und Dopaminsynthese hin, was auf einen Einfluss dieser Faktoren auch bei anderen neuropsychiatrischen Erkrankungen hinweisen könnte.