Apoptose und mitochondriale Bioenergetik

Programmdirektorin
Doz. Dr. Karin Nowikovsky

Forschungsschwerpunkte

Mitochondrien sind von zentraler Lebensbedeutung für eukaryotische Zellen, da sie 90% der für alle zellularen Prozesse notwendigen Energie liefern. Diese vorwiegend aus Fett und Zucker über den Zitronensäurezyklus (TCA) und der oxidativen Atmungskette gewonnene Energie dient hauptsächlich der Bildung von Adenosintriphosphat (ATP). Störungen des Energiestoffwechsels gefährden Organe mit hohem Energieverbrauch und sind oft der Grund von Myo- und Neuropathien. Eine wichtige Rolle spielen Mitochondrien nicht nur im Erhalt des Metabolismus, sondern auch in dessen Reprogrammierung, die von Krebszellen als beachtliche Überlebensstrategie zunutze gemacht wird. Schließlich  funktionieren Mitochondrien als Signalnetzwerksschalter und treffen Entscheidungen über das zelluläre Überleben und den Zelltod.

Forschungsthema 1: Mitochondrien und degenerative Erkrankungen

Funktionelle Analyse von LETM1 und mitochondrielle Pathophysiologie

In früheren Arbeiten zeigten wir, dass die Gendeletion von LETM1 den Verlust der mitochondriellen osmotischen und Ionenhomeostase verursacht. Die Regulierung der mitochonriellen Volumina und Kationen ist wie bereits von Peter Mitchell in den sechziger Jahren postuliert von grundlegender Wichtigkeit für die zelluläre Integrität. Mitochondrien Schäden durch die Haploinsuffizienz von LETM1 sind entscheidend an der Verursachung der Epilepsiesymptome des Wolf-Hirschhorn Syndroms (WHS) beteiligt. Ergebnisse unserer Studien am Modellorganismus Drosophila Melanogaster bestätigten die Rolle von LETM1 in neuronalen Funktionen.

Im Rahmen unserer vom FWF geförderten funktionellen Studie werden molekulare Analysen der Interaktionspartner von LETM1 und nähere Charakterisierungen der strukturelle LETM1 Proteindomäne angestrebt.

Ein weiterer Focus unserer Arbeiten ist die Aufklärung des Zellmechanismus, der defekte Mitochondrien erkennt, um diese über die Autophagy (Mitophagy) abzubauen. Da die Ansammlung von defekten Mitochondrien ein pathologisches Merkmal zahlreicher Erkrankungen ist, ist Mitophagy ein wesentlicher zellularer Prozess zur Erhaltung einer gesunden Zelle. Eine wesentliche Rolle spielt auch Mitophagy im Alterungsprozess, dies wir im Rahmen einer von der Herzfeld´schen Stiftung unterstützten Studie untersucht.

Im Rahmen unserer Kooperation mit der Abteilung für Orthopädie am AKH wird derzeit in einem Pilotprojekt die Rolle von mitochondriellen Dysfunktionen in der Entstehung von Osteoathritis untersucht.


Forschungsthema 2: 
Mitochondrien Metabolismus und Apoptosis-targeting in Krebszellen

In unseren Studien untersuchen wie über Proliferierung oder programmierten Zelltod von Tumorzellen entscheidende Signalkaskaden aus den Mitochondrien und dem Nukleus verknüpft werden.

In einem von der Initiative Krebsforschung unterstützten Projekt untersuchen wir den onkogenen Aspekt von EGFR wenn dieser Rezeptor an den Mitochondrien bindet.

In einem weiteren Kollaborationsprojekt richtet sich unser Forschungsschwerpunkt sich auf die p53-abhängige Apoptosis und Autophagy in Krebszellen die mit neuen chemotherapeutischen Substanzen behandelt werden.

MitarbeiterInnen: 
Shane Austin
Nastasia Wilfinger

     

In Kollaboration mit der Forschungsgruppe Prof. R. Oehler
Andrea Hessenberger
In Kollaboration mit der Forschungsgruppe Prof. R. Windhager
Betül Kutay

 

Literaturhinweise
Pub-Med Publikationsverzeichnis

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