AG Funktionelle Genetik der Neurodegeneration und neurologische Erkrankungen
Initiativbewerbungen für naturwissenschaftliche Doktorandenstellen (m/w/d) und Postdoktorandenstellen (m/w/d) sind jederzeit willkommen!
Das gleiche gilt für Bewerbungen für Abschlussarbeiten im Bachelor (B. Sc.) und Master (M. Sc.).
Alle Bewerbungen sollten einen aussagekräftigen tabellarischen Lebenslauf, ein Transkript der bisher absolvierten Module bzw. Nachweise der bisher absolvierten Abschlüsse sowie eine kurze Beschreibung der fachlichen Eignung und der persönlichen Motivation beinhalten. Weitere Anlagen können optional ergänzt werden.
Die Arbeitsgruppe „Functional Genetics of Neurodegeneration“, geleitet von Dr. Dr. Hans Zempel, untersucht die molekularen und zellulären Mechanismen neurodegenerativer sowie seltener genetischer neurologischer Erkrankungen. Unser Ziel ist es, krankheitsrelevante Signalwege zu identifizieren und neue therapeutische Ansätze für neurodegenerative Erkrankungen zu entwickeln.
Forschungsschwerpunkte: Translationale Neurowissenschaften und Gentherapie
Alzheimer-Erkrankung und Tauopathien
Wir untersuchen die Rolle verschiedener TAU-Isoformen, der Mikrotubulus-Regulation sowie zytoskelettaler Dysfunktionen bei der Alzheimer-Erkrankung und verwandten Tauopathien. Dabei kombinieren wir molekulare, zellbiologische und in-vivo-Bildgebungsverfahren, um die Funktionen von TAU und seiner regulatorischen Enzyme – insbesondere TTLLs, MARK und SPASTIN – in Gesundheit und Krankheit zu charakterisieren.
Mitochondriale und neurometabolische Erkrankungen
Wir erforschen, wie mitochondriale Dysfunktionen zur neuronalen Degeneration beitragen. Hierzu nutzen wir patientenabgeleitete Zellmodelle sowie iPSC-basierte neuronale Modelle mit besonderem Fokus auf die Aufrechterhaltung der mitochondrialen DNA, den zellulären Energiestoffwechsel (Bioenergetik) und die zelluläre Homöostase. Darüber hinaus untersuchen wir seltene neurometabolische Erkrankungen, darunter die L-2-Hydroxyglutarazidurie, mit dem Ziel, zielgerichtete gentherapeutische Strategien zu entwickeln und zu evaluieren, die Grundlagenforschung und klinische Anwendung miteinander verbinden.
AAV-Vektorplattform
Unsere Arbeitsgruppe betreibt eine institutseigene AAV-Vektorplattform, die sämtliche Schritte von der Vektorkonstruktion über Produktion, Reinigung und Qualitätskontrolle verschiedener AAV-Serotypen umfasst. Die Plattform unterstützt Krankheitsmodelle, funktionelle Genomik sowie präklinische Gentherapiestudien und bildet die Grundlage für den Aufbau einer universitätsweiten AAV-/Lentiviral Core Facility.
- Else-Kröner-Fresenius-Stiftung
- Jürgen-Manchot-Stiftung
- Studienstiftung des deutschen Volkes
- Köln Fortune
- Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
- German Research Counsil (GRC)
- Alzheimer Forschungsinitiative (AFI)
- Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)
- China Scholarship Council
Zempel H.
MAPT -isoform 0N3R is essential for human brain development: Loss-of-function for novel TAU-associated disease paradigms. Neural Regen Res. 2026 Aug 1;21(8):3349-3351. doi: 10.4103/NRR.NRR-D-25-00298. Epub 2025 Sep 29.
PubMed PMID: 41017666
Bell-Simons M, Breuer H, Wunderlich L, Chmes H, Adam D, Klimek J, Buchholz S, Zempel H.
Tau Axonal Sorting and Interaction With Synaptic Plasticity Modulators Is Domain- and Isoform Dependent in Human iPSC-Derived Neurons. Aging Cell. 2025 Nov;24(11):e70215. doi: 10.1111/acel.70215. Epub 2025 Sep 24.
PubMed PMID: 40990631
Sakthivelu V, Schmitt A, Odenthal F, Ndoci K, Touet M, Shaib AH, Chihab A, Wani GA, Nieper P, Hartmann GG, Pintelon I, Kisis I, Boecker M, Eckert NM, Iannicelli Caiaffa M, Ibruli O, Weber J, Maresch R, Bebber CM, Chitsaz A, Lütz A, Kim Alves Carpinteiro M, Morris KM, Franchino CA, Benz J, Pérez-Revuelta L, Soriano-Campos JA, Huetzen MA, Goergens J, Jevtic M, Jahn-Kelleter HM, Zempel H, Placzek A, Hennrich AA, Conzelmann KK, Tumbrink HL, Hunold P, Isensee J, Werr L, Gaedke F, Schauss A, Minère M, Müller M, Fenselau H, Liu Y, Heimsoeth A, Gülcüler Balta GS, Walczak H, Frezza C, Jachimowicz RD, George J, Schmiel M, Brägelmann J, Hucho T, von Karstedt S, Peifer M, Annibaldi A, Hänsel-Hertsch R, Persigehl T, Grüll H, Sos ML, Reifenberger G, Fischer M, Adriaensen D, Büttner R, Sage J, Brouns I, Rad R, Thomas RK, Anstötz M, Rizzoli SO, Bergami M, Motori E, Reinhardt HC, Beleggia F.
Functional synapses between neurons and small cell lung cancer. Nature. 2025 Oct;646(8087):1243-1253. doi: 10.1038/s41586-025-09434-9. Epub 2025 Sep 10. Erratum in: Nature. 2025 Oct;646(8086):E17. doi: 10.1038/s41586-025-09638-z.
PubMed PMID: 40931078
Guo Q, Löhr T, Giavalisco P, Riehmer V, Zempel H.
A Pathogenic L2HGDH Variant Impairs Mitochondrial Targeting and Enzyme Function in L-2-Hydroxyglutaric Aciduria: Clinical and Functional Evidence from Two Affected Siblings. Genes (Basel). 2025 Aug 20;16(8):982. doi: 10.3390/genes16080982.
PubMed PMID: 40870031
Çakmak Durmaz Ç, Langerscheidt F, Mantey I, Xia X, Zempel H.
Knockdown of POLG Mimics the Neuronal Pathology of Polymerase-γ Spectrum Disorders in Human Neurons. Cells. 2025 Mar 22;14(7):480. doi: 10.3390/cells14070480.
PubMed PMID: 40214434
Buchholz S, Kabbani MAA, Bell-Simons M, Kluge L, Cagmak C, Klimek J, Haag N, Iohan LC, Coulon A, Costa MR, Kilinc D, Zempel H.
The tau isoform 1N4R confers vulnerability of MAPT knockout human iPSC-derived neurons to amyloid beta and phosphorylated tau-induced neuronal dysfunction. Alzheimers Dement. 2025 May;21(5):e14403. doi: 10.1002/alz.14403. Epub 2025 Feb 28.
PubMed PMID: 40019008
Al Kabbani MA, Köhler C, Zempel H.
Effects of P301L-TAU on post-translational modifications of microtubules in human iPSC-derived cortical neurons and TAU transgenic mice. Neural Regen Res. 2025 Aug 1;20(8):2348-2360. doi: 10.4103/NRR.NRR-D-23-01742. Epub 2024 Jun 26.
PubMedPMID: 38934386
Langerscheidt F, Wied T, Al Kabbani MA, van Eimeren T, Wunderlich G, Zempel H.
Genetic forms of tauopathies: inherited causes and implications of Alzheimer's disease-like TAU pathology in primary and secondary tauopathies. J Neurol. 2024 Jun;271(6):2992-3018. doi: 10.1007/s00415-024-12314-3. Epub 2024 Mar 30.
PubMed PMID: 38554150
Chudobová J, Zempel H.
Microtubule affinity regulating kinase (MARK/Par1) isoforms differentially regulate Alzheimer-like TAU missorting and Aβ-mediated synapse pathology. Neural Regen Res. 2023 Feb;18(2):335-336. doi: 10.4103/1673-5374.346477.
PubMed PMID: 35900423
Schützmann MP*, Hasecke F*, Bachmann S*, Zielinski M, Hänsch S, Schröder GF, Zempel H#, Hoyer W.# (* indicates shared first-authorship, #indicates shared last-authorship)
Endo-lysosomal Aβ concentration and pH trigger formation of Aβ oligomers that potently induce Tau missorting. Nat Commun. 2021 Jul 30;12(1):4634. doi: 10.1038/s41467-021-24900-4.
PubMed PMID: 34330900
Unterstützen Sie unsere Forschung zu Alzheimer, Demenz sowie seltenen neurogenetischen und mitochondrialen Erkrankungen.
Das Team
Leila Al Abed, cand. med., Doktorandin
Faruk Beletikin, cand. med., Doktorand
Emilie Borgart, cand. med., Doktorandin
David Benitez Alvarez, M. Sc., Doktorand
Hanin Chmes, M. Sc., Doktorandin
Malin Diercks, B. Sc., Masterstudent
Dr. rer. nat. Elnaz Jajin, Post-Doktorand
Qiang Guo, M. Sc., Doktorandin
Meng Hou, M.Sc., Doktorandin
Dr. rer. nat. MhD Aghyad Al Kabbani, M. Sc., Post-Doktorand
Jennifer Klimek, Biologisch-technische Assistentin
Laura Köhler, M.Sc., Doktorandin
Ubaid Ur Rehmann, M.Sc., Doktorand
Dr. MD/PhD Andrew Stuart Naylor, Post-Doktorand
Dr. PharmD. Mitra Torabi, Post-Doktorandin, Research Assistant
Maren Woike, B.Sc., Masterstudentin
Laura Wunderlich, M. Sc., Dokorandin
Xia Xinyu, M. Sc., Doktorandin