„Thiology“ ist die Abkürzung des langen Namens der AG „THIOL redox research in molecular neurolOGY“ und bezieht sich auf die Reste der Aminosäure Cystein, welche unterschiedlich modifiziert verschiedene  Einflüsse auf die Aktivitäten von Proteinen und Signalwege nehmen kann.

Weitere Informationen (in englisch) sind hier zu finden: www.thiology.de


Unsere Forschung

Die Forschung der Arbeitsgruppe befasst sich mit der Rolle dieser Thiolmodifikationen in Ausbruch und Regeneration von Beschädigungen des Nervensystems. Oxidative Beschädigungen durch reaktive Sauerstoffspezies von DNA, Proteinen und Membranen wird mit fast allen Krankheiten, so auch Krankheiten des Nervensystems, in Verbindung gebracht und dienen daher oft als Marker, aber auch als therapeutische Ansatzpunkte. Reaktive Sauerstoffspezies wurden lange nur als schädigend angesehen. Inzwischen wurde gezeigt, dass sie wichtige Signalbotenstoffe sind. Die benötigten Reaktionsgeschwindigkeiten der spezifischen Reaktionen werden durch Enzyme, insbesondere Oxidoreduktasen der Thioredoxinfamilie (Redoxine) vermittelt. Die Funktionen dieser Proteine ist der Schwerpunkt unserer Forschungsprojekte.


Projekte

Die verschiedenen Aspekte unserer Forschungsprojekte spielen wichtige Rollen in Multipler Skerose, Neurodegeneration und traumatischer Beschädigung des Gehirns.

1. Redoxregulation von Emryonalentwicklung und Regeneration

Eine weitverbreitete These besagt, dass für die Regeneration beschädigter Gewebe, die entsprechenden embryonalen Signalwege reaktiviert werden müssen. Daher befassen wir uns mit der Rolle der Redoxine in der embryonalen Entwicklung und der Translation der Ergebnisse in Regeneration, insbesondere der Ausbildung neuer Neuronenverbindungen und ihrer Remyelinisierung. Differenzierung ist verbunden mit Änderungen des Zytoskletts, also der Morphologie von Zellen. Migration von Zellen ist ein weiterer Aspekt von Zytosklettveränderungen und wichtig für die Entwicklung und Regeneration des Gehirns. Negative Effekte von Migration, wie etwa die Invasion von Tumorzellen, werden ebenfalls untersucht.

2. Redoxregulation von anti- und pro-entzündlichen Prozessen

Redoxregulation ist ein wichtiger Regulator von Entzündungsprozessen. Ein Teil unserer Forschung untersucht deshalb die Rolle von Redoxinen, besonders von sezernierten extrazellulären Redoxinen, in der Aktivierung von Immunzellen oder der Inhibierung von Entzündungsprozessen.

3. Redoxregulation der Eisenhomöostase

Eisen akkumuliert unter verschiedenen Krankheiten im Gehirn. Das essentielle Element kann unter diesen Umständen zur Ausbildung der Krankheitsbilder beitragen. Redoxine binden teilweise selbst eisenhaltige Cofaktoren, sind aber auch wichtig für die Bildung solcher Cofaktoren und die Verteilung des Eisens in den Zellen. Wir untersuchen diese über Redoxregulation hinausgehende Funktion der Redoxine im Zusammenhang mit Entwicklung des Gehirns und der Abwehr entzündlicher Schädigungen.


Mitarbeiter

Thiology (Berndt)

PD Dr. rer. nat. Carsten Berndt

AG Leiter Thiology

Anna Engelke (M.Sc.)Send MailTel.: 0211 81 06037
Dr. rer. nat. Eva-Maria HanschmannSend MailTel.: 0211 81 06040
Thomas Hildebrandt (Dipl. Biotechnol.)Send MailTel.: 0211 81 06040
Paola Loretto (B.Sc.)Send MailTel.: 0211 81 06046
Marten Schouwink (B.Sc.)Send MailTel.: 0211 81 06046
Bettina Yvonne Wagner (B.Sc.)Send MailTel.: 0211 81 06036
Christina Wilms (M.Sc.)Send MailTel.: 0211 81 06036

Ausgewählte Publikationen

Ingold I, Berndt C, Schmitt S, Doll S, Poschmann G. Buday K, Roveris A, Peng X, Portos Freita F, Seibt T, Mehr L, Aichler M, Walch A, Lamp D, Jastroch M, Miyamoto S, Wurst W, Ursini F, Arnér ESJ, Fradejas-Villar N, Schweizer U, Zischka H, Friedmann Angeli JP, Conrad M (2018) Selenium utilization by GPX4 is required to prevent hydroperoxide-induced ferroptosis. Cell 172: 409-422 PubMed

Lepka K, Volbracht K, Bill E, Schneider R, Rios N, Hildebrandt T, Ingwersen J, Prozorovski T, Lillig CH, van Horssen J, Steinman L, Hartung H-P, Radi R, Holmgren A, Aktas O, Berndt C (2017) Iron-sulfur Glutaredoxin 2 protects oligodendrocytes against damage induced by nitric oxide released from activated microglia. Glia 65: 1521-1534 PubMed

Sies H, Berndt C, Jones DP (2017) Oxidative Stress. Ann Rev Biochem 86: 715-748 PubMed

Bräutigam L, Jensen LD, Poschmann G, Nyström S, Bannenberg S, Dreij K, Lepka K, Prozorovski T, Montano SJ, Aktas O, Uhlén P, Stühler K, Cao Y, Holmgren A, Berndt C (2013) Glutaredoxin regulates vascular development by reversible glutathionylation of sirtuin 1. Proc Natl Acad Sci USA 110: 20057-20062 PubMed

Bräutigam L, Schütte LD, Godoy JR, Prozorovski T, Gellert M, Hauptmann G, Holmgren A, Lillig CH, Berndt (2011) Vertebrate-specific glutaredoxin is essential for brain development. Proc Natl Acad Sci USA 108: 20532-20537 PubMed

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