Untersuchungen zum Einfluss der Xist-RNA Expression auf die Mikroarchitektur von Chromosomenterritorien in Stammzellen und differenzierten Zellen mittels 3D-Nanoskopie

• Applicants: Professor Dr. Thomas Cremer; Dr. Lothar Schermelleh
• Subject Area: General Genetics and Functional Genome Biology
• Term: from 2009 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 132013847

Innovative nanoskopische Verfahren ermöglichen mit einer Auflösung unterhalb des Abbe Limits fluoreszenzmikroskopische Untersuchungen mit bislang unerreichter Genauigkeit. Wir wollen mittels optischer 3D-Nanoskopie die Chromatinarchitektur des aktiven und inaktiven X-Chromosoms vor und nach Xist-induzierter Inaktivierung in weiblichen embryonalen Stammzellen der Maus und in weiblichen induzierten pluripotenten Stammzellen von Maus und Mensch, sowie in daraus differenzierten somatischen Zelltypen untersuchen. Xist-RNA wird zur Initiierung der Inaktivierung benötigt, zur Aufrechterhaltung des inaktiven Status sind nachgeschaltete epigenetische Mechanismen (u. a. Histonmodifikationen) erforderlich. Unsere quantitativen Analysen zur subchromosomalen Faltungsstruktur beruhen auf der visuellen Darstellung von funktionell und physikalisch definierten Chromatinregionen, von Xist-RNA und relevanten Histonmodifikationen. Analog zu den Untersuchungen am X-Chromosom wird an einer embryonalen Stammzelllinie der Maus mit einem in ein Chromosom 11 integrierten Xist- Transgen die 3D-Mikroarchitektur vor und nach Xist-induzierter Inaktivierung dieses Chromosoms 11 untersucht und mit entsprechenden Veränderungen der inaktiven X-Chromosomen verglichen. Mit diesen Untersuchungen, die auch Vergleiche der Chromatinanordnung in Interphase und Mitose einschließen, wollen wir verschiedene Modelle, die für Strukturunterschiede zwischen aktiven und inaktiven X-Chromosomen vorgeschlagen wurden, testen und damit zu einem Verständnis der möglicherweise fundamentalen Bedeutung der Xist-RNA auf der strukturellen Ebene beitragen.

• DFG Programme: Research Grants