Entschlüsselung der DBR Funktion in muriner Hepatozyten-und Pankreasdifferenzierung und Transdifferenzierung

• Antragsteller: Dr. Dario Nicetto
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242501497

Mit zunehmender Evidenz wird epigenetischen Mechanismen eine Schlüsselrolle während der Emb-ryonalentwicklung und Zellreprogrammierung zugesprochen. Vor kurzem beschrieb das Labor um Dr. Zaret sogenannte differentially bound regions, DBRs. Diese Domänen umspannen mehrere tausend DNA-Basen und sind durch ein hohes Maß an H3K9me3 Histonmodifikation charakterisiert. Dies führt zu einer verminderten Zugänglichkeit von Transkriptionsfaktoren und behindert dadurch unter anderem den Prozess der Zell-Reprogrammierung. Die biologische Funktion der DBRs ist weitestgehend unerforscht. Um diese Rolle zu entschlüsseln, wird eine umfassende Analyse ihrer Entstehung und Lokalisation während der Embryonalentwicklung mit deren Bedeutung in der Transdifferenzierung kombiniert. Folgende Strategie möchte ich anhand muriner Leber-und Pankreaszelllienie als in-vivo Differenzierungssystem anwenden. Erstens möchte ich verschiedene Stadien sowohl der Hepatozyten als auch der pankreatischen ß-Zelldifferenzierung analysieren. Mittels ChIP-Seq wird die Lokalisation von H3K9me3 innerhalb der DBRs genau bestimmt. Die vergleichende Analyse beider Differenzie-rungsmuster wird Erkenntnisse über genomische Unterschiede während der Etablierung dieser Do-mäne liefern. Zusätzlich ermöglicht diese Vorgehensweise die Identifikation verschiedener DNA-Bindungsmotife und molekularer Interaktoren. Zweitens möchte ich analysieren welche molekularen und epigenetischen Veränderungen an DBRs notwenig sind um eine Transdifferenzierung von He-patozyten zu ß-Zellen zu induzieren. Dies möchte ich anhand Überexpressions und Knockout Studien von H3K9me3 spezifischen Methyltransferasen, sowohl auf genomischer Ebene als auch mit chemi-schen Verbindungen, durchführen. Ich erwarte, dass die aus dieser Studie hervorgehende Prinzipien für viele andere Zellsysteme anwendbar sein werden. Darüber hinaus wird das Projekt nicht nur ein dynamisches Bild der DBR-Etablierung während der Zelldifferenzierung liefern, sondern zusätzlich deren Funktion bei der Determination von Zellidentitäten entschlüsseln, womit neue Ansätze für the-rapeutische Studien initiiert werden können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Dr. Kenneth S. Zaret