© Dr. Maria Maares
Dr. Maria Maares
Dr. rer. nat. Maria Maares ist Postdoktorandin und Habilitandin in der Fachgruppe Lebensmittelchemie und Toxikologie. Ihre Forschung dreht sich um das essentielle Spurenelement Zink, insbesondere um die Relevanz und regulatorische Rolle des Mikronährstoffs für das (humane) Glycome und die Entwicklung und Charakterisierung von Zink-angereicherten Hefen als innovatives organisches Zink-Supplement.
Forschungsschwerpunkte:
- Aufklärung der Relevanz und regulatorischen Rolle von Zink für das Glycome
- Entwicklung und Charakterisierung von Zink-angereicherten Hefen als organisches Zink-Supplement
- Quantifizierung von essentiellen und toxischen Makro- und Mikroelementen in biologischen Proben (Serum, Zellen, Lebensmittel, Insekten) durch mikrowellenunterstützten Aufschluss und ICP-MS
Projekte
- DFG MA 9681/1-1 “Molecular changes of the intestinal mucus layer composition during zinc deficiency: (Sub)cellular processing and O-glycosylation of mucins”, Principal investigator (laufend)
- Zinkhefen als innovative Mikronährstoff-Supplemente – gemeinschaftliches Projekt mit Dr. Claudia Keil; Principal investigator (laufend)
- TraceAGE- DFG- Forschungsgruppe FOR 2558 – Teilprojekt “Molecular characterization of trace element uptake in the gastrointestinal tract”, Postdoctoral researcher (laufend)
Sie können sich gerne an Dr. Maares wenden, wenn Sie Fragen oder Anregungen zu ihrer Forschung haben.
| Gebäude | TIB17A |
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Kooperationen in weiteren Projekten
- Insect Pro Healing – Projekt von Dr. Claudia Keil; Kooperation für Metall-Analytik mittels ICP-MS (laufend)
- ZINCsect: Zink-Biofortifikation als innovative Technologie zur Verbesserung der Qualität von Nahrungs-/Futtermittelinsekten – Projekt von Dr. Claudia Keil; Kooperation zur Untersuchung des intestinalen Glycomes von Insekten und Metall-Analytik mittels ICP-MS (laufend)
- Kukuferm – Projekt von Prof. Dr. Dr. Hajo Haase, Dr. Martin Senz (VLB) und Dr. Claudia Keil; Kooperation zur in vitro Gobletzellmodell und fluoreszenzbasierte Lectin-Detektion der sekretierten Mukusschicht
- Biopolymere Aerogele: Nachhaltige nanostrukturierte Materialien für Medizin/Life Science Applikationen – Projekt von Dr. Claudia Keil; Kooperation für Metall-Analytik mittels ICP-MS (laufend)
- BIOimaging; BIOaccessibility; BIOavailability: Spurensuche von Cadmium vom Kakao zum Enterozyten – Projekt von Dr. Claudia Keil; Kooperation für Metall-Analytik mittels ICP-MS (laufend)
Forschungsinteressen und Methodenkompetenz
- Quantifizierung von essentiellen und toxischen Makro- und Mikroelementen in biologischen Proben (Serum, Zellen, Lebensmittel, Insekten) durch mikrowellenunterstützten Aufschluss und ICP-MS
- Glycome-Imaging (Muzine, Glykane, Glycosyltransferasen) von humanen Zellen in vitro und tierischem Gewebe mit immunochemischen und histologischen Methoden
- Expressionsscreening von Glycogenen mit molekularbiolgischen Methoden (qPCR, Western Blot, Lectin-blot) in humanen Zellen und tierischem Gewebe
- Anwendung von Zink-responsiblen niedermolekularen Fluoreszenzsonden und Biosonden und Fluoreszenz-Imaging zur Aufklärung der subzellulären Verteilung von Zink in vitro
- Etablierung eines humanen in vitro Verdaumodell zur Analyse der intestinalen Biozugänglichkeit von Spurenelementen aus Lebensmitteln nach Verdau
- Entwicklung von dreidimensionale humanen in vitro Intestinalmodellen zur Analyse der Bioverfügbarkeit von Spurenelementen:
- Mukus-Produzierendes Co-Kultur Modell aus Enterozyten und Gobletzellen (Caco-2/HT-29-MTX)
- Triple-Co-Kulturmodell aus Enterozyten, Gobletzellen und Makrophagen zur Untersuchung von Vorgängen am intestinalen Epithel während einer Inflammation (Caco-2/HT-29-MTX/THP-1)
- Analytik von freiem Kupfer und freiem Zink in Serumproben
Die Rolle von Zink für das Glycome
Das humane Glycome umfasst alle (zellulären) Prozesse, die mit der Glykosylierung von Proteinen im Zusammenhang stehen und demnach das Spektrum aller Glykanstrukturen, sowie der Substrate, Enzyme, Proteine (und Chaperone), die an der Glykosylierung beteiligt sind. Die bisherige Forschung von Dr. Maares und ihrem Team deutet stark darauf hin, dass Zink essentiell für die Bildung der intestinalen Mukusschicht ist. Ein Zinkmangel verändert die zelluläre Expression von Muzinen im Darm sowie deren O-Glykosylierung, was die Zusammensetzung dieser physischen Barriere entscheidend beeinflusst und ist somit auch relevant für das Mikrobiom und das intestinale Immunsystem. Die Erforschung der zugrundeliegenden molekularen und regulatorischen Vorgänge, die im Fokus dieser Studie stehen, ist hoch relevant, da eine Zinkdefizienz das Infektionsrisiko erhöht, mit Durchfallerkrankungen assoziiert ist, die eine hohe Sterblichkeitsrate aufweisen und derzeit etwa eine Milliarde Menschen weltweit betrifft.
Glykosylierung stellt eine wichtige Modifikation von Proteinen dar, spielt bei vielen biologischen Prozessen eine entscheidende Rolle und wird als Biomarker für verschiedene Krankheiten, wie Krebs, angewandt. Eine Aufklärung von möglichen Veränderungen dieser Prozesse erfordert also umfassende Screenings des humanen Glycomes. Die Forschung von Dr. Maares und ihrem Team werden dazu beitragen, weitere Zink-abhängige Targets im humanen Glycome zu identifizieren und zu charakterisieren und den Zusammenhang mit weiteren pathologischen Prozessen wie Entzündungskrankheiten und Krebs aufzuklären. Die Beeinflussung der Glykosylierung durch Zink, ist nicht nur für alle Arten von Schleimhäuten (Magen-Darm-Trakt, Lunge/Atemwege, Augen, Gebärmutterhals), und die Zusammensetzung des Mikrobioms wichtig, sondern auch für die Entwicklung von Diagnoseinstrumenten für Krankheiten wie Krebs.
Zur Aufklärung der Rolle von Zink auf das Glycome verwenden Dr. Maares und ihr Team verschiedene in vitro und in vivo Modelle mit einer veränderten Zinkhomöostase und Zinkdefizienz und analysieren Muzine, Glycosyltransferasen und weitere Glycogene sowie die O-Glycan- und Monosaccharid-Zusammensetzung der (sekretierten) Muzine mit diversen Methoden: hierzu zählen molekularbiologische Methoden, Glycome- und Muzin-Imaging mit histologischer, immunochemischer und Lektin-basierter Detektion sowie MS-basierte Analysen des Glycoproteomes und der O-Glycan Komposition.
Kooperationspartner*innen:
Prof. Dr. Catherine Robbe Masselot (Department of Glycobiology, University of Lille, Frankreich)
Prof. Lothar Rink und Dr. Henrike Fischer (Institute for Immunology, Uniklinik RWTH Aachen, Deutschland)
Prof. Dr. Dorothee Günzel (Institut für Klinische Physiologie, Charité Berlin, Deutschland)
Prof. Dr. Albert Braeuning und Dr. Heike Sprenger (Fachgruppe Wirkungsbezogene Analytik und Toxikogenomics, Deutsches Institut für Risikobewertung)
Prof. Dr. Daren Knoell (Department of Pharmacy Practice and Science, University of Nebraska Medical Center, USA)
Dr. Daniel Brugger (Institut für Tierernährung und Diätetik, Universität Zürich, Schweiz)
Zinkhefen als innovative Mikronährstoff-Supplemente
© Dr. M.Maares, Dr. C.Keil
Gemeinschaftliches Projekt mit Dr. Claudia Keil
Zinkmangel beim Menschen ist ein globales Gesundheitsproblem, von dem weltweit etwa eine Milliarde Menschen betroffen sind. Während schwerer Zinkmangel vor allem in Ländern mit niedrigem Einkommen auftritt, ist leichte bis mäßige Zinkunterernährung weltweit verbreitet und betrifft vor allem ältere Menschen, Veganer*innen und Vegetarier*innen. Längerer und schwerer Zinkmangel beeinträchtigt das Immunsystem erheblich und erhöht das Auftreten von Darminfektionen.
Zinkverbindungen auf der Grundlage einer proteinreichen Matrix, wie z. B. zinkangereicherte Hefen (ZnYeast), entwickeln sich zu einer vielversprechenden nutritiven Zinkquelle. Ihre Zulassung würde nach europäischem Recht unter die Richtlinie 2002/46/EG fallen. Dabei ist die Einhaltung der lebensmittelrechtlichen Vorschriften und die gesundheitliche Unbedenklichkeit von Nahrungsergänzungsmitteln zu beachten. Die EFSA hat noch keine eindeutige Stellungnahme zur Sicherheit von ZnYeast für die Verwendung als Zink-Nahrungsergänzungsmittel abgegeben. Für diese noch ausstehende Sicherheitsbewertung sind umfassendere Daten zur Bioverfügbarkeit und vor allem aber eine Klärung der chemischen Identität der Zinkspezies dringlich erforderlich. Das Projekt von Dr. Claudia Keil und Dr. Maria Maares hat das Ziel tiefergehendes Verständnis über die generelle Zink-Homöostase und deren Modulationsmöglichkeiten- auch in industrierelevanten Hefestämmen- zu erlangen, was die Herstellung von Supplementen und funktionellen Lebensmitteln auf Hefebasis, die als Zink-Quelle für Menschen mit Zinkmangel verwendet werden können, zukünftig ermöglichen wird.
Kooperationspartner*innen
| Dr. Martin Senz | (Department Bioprocess Engineering and Applied Microbiology, Research and Teaching Institute for Brewing in Berlin, Deutschland) |
| Dr. Michael Quantz | (Versuchsanstalt der Hefeindustrie e.V, Deutschland) |
| Prof. Dr. Dirk Schaumlöffel | (Institut des Sciences Analytiques et de Physico-chimie pour l'Environnement et les Matéria - NanoSIMS Center Pau, Frankreich) |
| Etienne Gontier | (Université de Bordeaux/ Bordeaux Imaging Center, Frankreich) |
| Dr. Iris H. Valido | (Centre Grup de Tècniques de Separació en Química, Spanien) |
| Prof. Dr. Markus Ralser | (Department of Biochemistry at Charité Berlin, Deutschland) |
| Dr. hab. Anna Bzducha-Wróbel | (Department of Biotechnology, Microbiology and Food Evaluation, Warsaw University of Life Sciences, Polen) |
| Prof. Dr. Lars Mathias Blank | (Institute of Applied Microbiology (iAMB), RWTH Aachen, Deutschland) |
Akademischer Lebenslauf
Akademische Positionen
| 04/2022 – laufend | Postdoktorandin – Position als Principal Investigator im Fachgebiet für Lebensmittelchemie und Toxikologie, Technische Universität Berlin, Deutschland |
| 02/2022 | Ruf für eine Juniorprofessur (W1) für Lebensmittelchemie und Toxikologie an der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) (abgelehnt) |
| 12/2020 – 03/2022 | Postdoktorandin, Fachgebiet für Lebensmittelchemie und Toxikologie, Technische Universität Berlin, Deutschland |
| 02/2020 – 09/2020 | Postdoktorandin - Position als Principal Investigator im Fachgebiet für Lebensmittelchemie und Toxikologie, Technische Universität Berlin, Deutschland |
| 04/2019 – 01/2020 | Postdoktorandin im Fachgebiet für Lebensmittelchemie und Toxikologie, Technische Universität Berlin, Deutschland |
| 02/2015 – 03/2019 | Wissenschaftliche Mitarbeiterin - Doktorandin im Fachgebiet für Lebensmittelchemie und Toxikologie, Technische Universität Berlin, Deutschland |
Ausbildung
| 01/2016 – ongoing | Ausbildung zur Fachtoxikologin und Europäisch registrierten Toxikologin (ERT) der Deutschen Gesellschaft für Toxikologie (GT, Deutsche Gesellschaft für Toxikologie) |
| 02/2015 – 03/2019 | Doktorarbeit (Dr. rer. nat.) “Investigations on Zinc Resorption using in vitro Intestinal Models” (summa cum laude, summa cum laude; ausgezeichnet als beste Dissertation 2020), Fachgebiet für Lebensmittelchemie und Toxikologie, Technische Universität Berlin, Deutschland |
| 10/2013 – 07/2014 | Diplomarbeit “Vergleich der molekularen Effekte von Pyrrolizidinalkaloiden auf die Genexpression in drei verschiedenen in vitro-Hepatozytenmodellen “ Deutsches Institut für Risikobewertung (BfR), Berlin, Deutschland |
| 10/2008 – 09/2013 | Diplomstudiengang Lebensmittelchemie, Technische Universität Berlin, Deutschland |
Förderung und Preise
Förderung
| 08/2021 | DFG MA 9681/1-1 “Molecular changes of the intestinal mucus layer composition during zinc deficiency: (Sub)cellular processing and O-glycosylation of mucins” |
| 07/2019 | Postdoc-Förderung der Technischen Universität Berlin für eine Stelle als Principle Investigator |
| 09/2019 | DAAD Konferenzstipendium für das 6. Meeting der International Society for Zinc in Biology (ISZB), in Kyoto, Japan |
| 10/2018 | Reisestipendium der Technischen Universität Berlin für den 20. Internationalen Kongress für In Vitro Toxikologie in Berlin, Deutschland |
| 09/2018 | Trainingsstipendium der COST Action TD1304 für die 33. Jährliche Konferenz der Deutschen Gesellschaft für Mineralstoffe und Spurenelemente, in Aachen, Deutschland |
| 06/2017 | Reisestipendium der Technischen Universität Berlin für das 5. Meeting der International Society for Zinc in Biology (ISZB) in Kooperation mit Zinc-Net in Zypern, Griechenland |
| 11/2016 | Zinc Net Travel Grant für die Zinc-UK/Zinc-net Conference 2016 in Belfast, Vereinigtes Königreich |
Preise
| 08/2022 | GVF Vitamin Preis für Nachwuchswissenschaftler 2022 von der Gesellschaft für angewandte Vitaminforschung e.V (GVF), October 2022 in Baden Baden, Deutschland |
| 07/2020 | Preis für die beste Dissertation einer Nachwuchswissenschaftlerin 2020 von der Technischen Universität Berlin – Fakultät III: Prozesswissenschaften, July 2020 in Berlin, Deutschland |
| 06/2017 | Metallomics Poster Preis, 5. Meeting der International Society for Zinc in Biology (ISZB) in Kooperation mit Zinc-Net, in Zypern, Griechenland |
Mitgliedschaften und Service für die Wissenschaftscommunity
- Deutsche Gesellschaft für experimentelle und klinische Pharmakologie und Toxikologie e.V. (DGPT)
- Deutsche Gesellschaft für Mineralstoffe und Spurenelemente (GMS)
Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der Deutsche Gesellschaft für Mineralstoffe und Spurenelemente (GMS) - Gesellschaft Deutscher Chemiker (LChG, GdCh)
- International Society for Zinc Biology (ISZB)