Forschung

Die Arbeitsgruppe Ernährungstoxikologie erforscht molekulare und zelluläre Mechanismen, durch die Ernährung und potenziell schädliche Substanzen in Lebensmitteln biologische Prozesse beeinflussen. Im Zentrum stehen dabei die genomische Stabilität, Alterungsprozesse und molekulare Signalwege, die an der Entstehung chronischer Erkrankungen beteiligt sind. Mithilfe 3R-konformer Modellsysteme wie C. elegans und menschlicher Zellkulturen analysieren wir toxikologische Wirkmechanismen im Detail. Diese Erkenntnisse übertragen wir in gesundheits- und regulierungsrelevante Kontexte, um präventive Ernährungskonzepte wissenschaftlich zu untermauern.

An der Schnittstelle von Toxikologie, Ernährung und Alternsforschung

Unsere Forschung untersucht, wie Nahrungsbestandteile und toxische Substanzen mit alterungsbezogenen Prozessen interagieren. Wir arbeiten an der Schnittstelle von Toxikologie, Ernährungswissenschaft und Gerontologie, mit dem Ziel, die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen besser zu verstehen.

Relevanz der Forschung

Etwa ein Drittel der Variabilität der menschlichen Lebensspanne ist genetisch bedingt – Umwelt- und Ernährungsfaktoren spielen jedoch ebenfalls eine entscheidende Rolle für Gesundheit und Langlebigkeit. Beschleunigte Hautalterung durch UV-Strahlung oder gesundheitliche Beeinträchtigungen bei Rauchern zeigen dies eindrucksvoll. Zunehmende Evidenz deutet darauf hin, dass bestimmte Nahrungsbestandteile – etwa Arsen, Alkohol oder DNA-schädigende Substanzen – das Altern und altersbedingte Erkrankungen begünstigen können. Es besteht jedoch großer Forschungsbedarf hinsichtlich der zugrundeliegenden Mechanismen.

Wissenschaftliche Fragestellungen

• Wie beeinflussen Ernährung und potenziell toxische Nahrungsinhaltsstoffe zelluläre und molekulare Alterungsprozesse?
• Reagieren Organismen und biologische Systeme unterschiedlichen Alters unterschiedlich auf toxische Einflüsse?
• Welche molekularen, zellulären und systemischen Mechanismen liegen diesen Effekten zugrunde?
• Wie wirken experimentelle Mischungen aus Nahrungsbestandteilen und Toxinen mechanistisch zusammen?
• Lassen sich daraus präventive Strategien ableiten – etwa ernährungsbezogene, pharmakologische oder regulatorische Maßnahmen zur Förderung gesunden Alterns?

Forschungsschwerpunkte

• DNA-Schädigung und Reparaturmechanismen
• Genetische Toxikologie
• PARPs und Poly(ADP-Ribosyl)ierung
• NAD⁺-Stoffwechsel und NAD⁺-Booster
• Mischtoxikologie und Exposom

Modellsysteme & Methodik

Unsere Forschung basiert ausschließlich auf 3R-konformen biologischen Modellen, darunter:

• Menschliche Zellkultursysteme
• C. elegans - ein etablierter Modellorganismus in der Alterns- und Ernährungsforschung als auch in der Toxikologie

Diese Systeme ermöglichen gezielte genetische Modifikationen (z. B. CRISPR-Cas9, RNAi), fluoreszenzbasierte Assays, bioanalytische Bildgebung und den Einsatz von Massenspektrometrie zur Untersuchung biochemischer und toxikologischer Endpunkte.

Kooperationen

Wir arbeiten mit universitären und außeruniversitären Partnern auf lokaler, nationaler und internationaler Ebene zusammen – und sind offen für neue wissenschaftliche Kooperationen.