Lebensverlängerung durch [Ca2+]mito-induzierte ROS

In einer alternden Gesellschaft sind wir mit dem gehäuften Auftreten von alterungsbedingten Erkrankungen konfrontiert. Da die entsprechenden Behandlungsmöglichkeiten oftmals limitiert sind, müssen neue therapeutische Ansätze gefunden werden. Mitochondrien sind als zelluläre Kraftwerke, Produktionsstätten von Sauerstoffradikalen und Auslöser des programmierten Zelltods kritische Regulatoren im Alterungsprozess. Folglich ist die Funktion der Mitochondrien auch entscheidend für die Langlebigkeit. Zum Beispiel führen kleine Mengen an Sauerstoffradikalen zu einer Anpassung der Mitochondrien, welche mit einer Lebensverlängerung einhergehen kann. Dieser Prozess wird Mitohormesis genannt. Die Funktion der Mitochondrien wird durch Kalzium reguliert. Diese Ionen sind entscheidend für die Enzymaktivität, das Membranpotential und die Einleitung des programmierten Zelltods. Um das Zusammenspiel zwischen Kalzium und Mitochondrienfunktion zu untersuchen, haben wir Experimente in Fadenwürmern (Caenorhabditis elegans) durchgeführt. Basierend auf den entsprechend gewonnen Resultaten gehen wir davon aus, dass durch eine gezielte Veränderung der mitochondrialen Kalziumaufnahme eine Mitohormesis und eine damit einhergehende Lebensverlängerung ausgelöst werden kann. Im vorliegenden Projekt wollen wir nun folgende Fragestellungen klären: Welche Eiweißstoffe können als Angriffspunkte zur Modulation der Kalziumhomöostase dienen? Wann müssen Interventionen zur Verlängerung der Lebensspanne und Verbesserung der Fitness gesetzt werden? Wie verändern mitochondriale Kalziummodulationen die Signale der Sauerstoffradikale? Wie wirkt sich mitochondriales Kalzium auf den mitochondrialen Stoffwechsel und die mitochondriale Integrität während des Alterns aus? Um diese Fragenstellungen zu bearbeiten, untersucht Corina Madreiter-Sokolowski, Assoziierte Professorin für Molekulares Altern an der Medizinischen Universität Graz, mit ihrer Gruppe die Auswirkung der mitochondrialen Kalziummodulation auf das Altern, die Sauerstoffradikale und die mitochondriale Integrität in Fadenwürmern. Zudem wird in zellulären Alterungsmodellen analysiert, ob die Resultate im Fadenwurm auf Säugetierzellen übertragbar sind. Dabei zielt das aktuelle Projekt darauf ab, das Know-How der verschiedenen Alterungsmodelle mit neuesten Technologien der Mikroskopie zu verbinden. Dabei ist das Ziel, Interventionen zu identifizieren, welche das Auftreten von alterungsbedingten Erkrankungen verhindern und die Gesundheitsspanne verlängern können.