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Hinter den Kulissen: Dr. Panier

Forschende aus Köln stellen sich vor

Interview mit Dr. Stephanie Panier vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Sie leiten die Forschungsgruppe „Genomische Instabilität und Alterung“. Was bedeutet „Genomische Instabilität“ und welche Rolle spielt sie für den Alterungsprozess?
Die Gesamtheit der genetischen Information einer Zelle nennt man Genom. In allen Lebewesen und damit auch in uns Menschen ist das Genom in langen DNA-Molekülen gespeichert. DNA steht für Desoxyribonukleinsäure und wird auch oft als Bauplan des Lebens bezeichnet. Man kann sich die DNA auch wie ein Buch vorstellen, in dem alle Informationen niedergeschrieben sind, die eine Zelle und der gesamte Organismus brauchen, um korrekt zu funktionieren. Nun ist es aber so, dass die DNA leider jeden Tag durch innere und äußere Einflüsse tausendfach beschädigt wird. Das hat zur Folge, dass sich in der DNA, und damit im Genom, Mutationen und andere Fehler ansammeln. Im Buch des Lebens häufen sich dann Tippfehler, ganze Kapitel werden entfernt, vertauscht oder verdoppelt. Dieses Phänomen nennt man genomische Instabilität. Die genomische Instabilität spielt eine tragende Rolle im Alterungsprozess, und viele alters-bedingte Krankheiten lassen sich molekularbiologisch gesehen auf Schäden in der DNA zurückführen. Ein Beispiel ist Krebs, dessen Inzidenz mit zunehmendem Alter stark ansteigt. Der Grund dafür ist, dass sich im Laufe des Lebens Schäden in der DNA angehäuft haben, die dazu führen, dass aus einer normalen Zelle eine sich unkontrollierbar teilende Tumorzelle wird. Ein anderes Beispiel ist die Hautalterung. Hier führt die Anhäufung von DNA-Schäden im Alter zum Verlust der Hautstammzellen, die für die Hauterneuerung notwendig sind.

Welche Ziele verfolgen Sie mit Ihrer Forschungsgruppe?
Unsere Zellen sind Schäden in der DNA zum Glück nicht wehrlos ausgesetzt. Im Gegenteil, sie verfügen über eine Reihe extrem effizienter Werkzeuge, die Probleme im Genom detektieren und reparieren können. Und wenn das nicht funktioniert, können Zellen sogar den eigenen Tod einleiten, um eine Entartung zu verhindern und den Gesamtorganismus zu schützen. Wie wichtig die DNA-Reparaturmechanismen der Zelle sind, wird dadurch klar, dass der Verlust einzelner Komponenten die Entstehung schwerwiegender Krankheiten wie Krebs befeuern kann und häufig auch zu vorzeitigem Altern führt. Meine Forschungsgruppe untersucht die molekularen Grundlagen genau dieser DNA-Reparaturmechanismen. Unser Ziel ist es zu verstehen, wie die Zelle einzelne Reparaturwerkzeuge gezielt einsetzt, um bestimmte Arten von DNA-Schäden zu erkennen und zu beseitigen.

Für welche Anwendungsbereiche bietet Ihre Forschung eine mögliche Grundlage?
Zum einen hilft ein detailliertes Verständnis der DNA-Reparaturmechanismen natürlich, die Entstehung bestimmter altersbedingter Krankheiten zu verstehen und diesen sogar entgegenzuwirken. In der Tat hat sich in vielen Studien schon gezeigt, dass sich eine Verbesserung der zellulären Antwort auf DNA-Schäden positiv auf den Alterungsprozess auswirkt. Zum anderen sind Komponenten der DNA-Reparatur, die an Schlüsselstellen von Reparaturprozessen sitzen auch oft attraktive Ansatzpunkte für therapeutische Interventionen. Auch hier ist Krebs wieder ein gutes Beispiel, denn viele Chemotherapeutika in der Krebsbehandlung zielen darauf ab, die DNA-Reparaturwege von Tumorzellen zu stören und diese entarteten Zellen dadurch in den Zelltod zu treiben.

Was ist Ihr privates Wundermittel, gesund und geistig fit zu altern?
Ich bin Mutter zweier kleiner Kinder und baue mitten in einer Pandemie meine Forschungsgruppe auf. Insofern ist es im Augenblick nicht sehr einfach mich daran zu halten, aber eine ausgewogene und kalorien-reduzierte Ernährung, regelmäßige Bewegung und die Vermeidung von chronischem Stress sind für mich wichtige Bausteine für ein gesundes Altern.

ZUR PERSON
Dr. Stephanie Panier studierte Biologie an der Ruprecht-Karls-Universität in Heidelberg. 2013 promovierte sie am Lunenfeld Tanenbaum Research Institute in Toronto (Kanada) und an der University of Toronto. Danach war sie wissenschaftliche Mitarbeiterin am London Research Institute und am Francis Crick Institute in London (Großbritannien). Seit 2020 ist sie Max-Planck-Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns in Köln.