Pcgf6 Funktion in embryonalen Stammzellen und am Ende der Pluripotenz

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Matthias Becker, seit 9/2019
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Evolutionäre Zell- und Entwicklungsbiologie der Tiere
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 313642360

Polycomb group (PcG) Proteine stellen eine Gruppe evolutionär konservierter Faktoren des molekularen Zellgedächtnisses mit essentiellen Funktionen für die embryonale Entwicklung und für adulte Stammzellen dar. PcG Proteine sind an der Bildung zweier Multiproteinkomplexe (PRC1, PRC2) beteiligt, die in hierarchischer Weise die Transkription reprimieren. Während die Bestandteile von PRC2 bei der Entwicklung und in verschiedenen Zelltypen weitgehend konstant bleiben, belegen neuere Ergebnisse die Existenz einer Vielzahl unterschiedlicher PRC1 Varianten. Diese Varianten werden durch die Pcgf Paraloge 1-6 definiert. Pcgf Paralog- und PRC1 Varianten-spezifische Funktionen für undifferenzierte ES Zellen wie auch für das Ende der Pluripotenz bleiben bisher unverstanden. Unsere Vorarbeiten beschreiben, dass Pcgf6 (Mblr) das einzige Pcgf6 Paralog mit hoher Expression in undifferenzierten ESCs ist und dass die Expression von Pcgf6 während der ES Zell-Differenzierung zurückgeht. Nach spezifischem Gen-Silencing von Pcgf6 in ES Zellen infolge shRNA-Knockdown waren die Expression von Core-Pluripotenzgenen, die ES Zell-Koloniebildung sowie ES Zell-Koloniegrößen reduziert. Die Expression Mesoderm-spezifischer Gene war dereprimiert. Pcgf6 KD ES Zellen differenzieren vermehrt in die hämangioblastoide/hämatopoetische Linie, was ein Hinweis auf eine Funktion von Pcgf6 am Ende der Pluripotenz ist. Weitere Analysen zeigten, dass Pcgf6 Sox2, nicht aber andere Yamanaka-Faktoren, in der iPS Reprogrammierung von MEFs ersetzen kann. Die Reprogrammierung mit Pcgf6 lässt Keimbahn-kompetente iPS Zellen entstehen. Um die Pcgf6 Funktion für den pluripotenten Zustand und am Ende der Pluripotenz zu untersuchen, soll nun genomweit die Chromatinbindung von Pcgf6 in ES Zellen, in EpiSCs wie auch in von ES Zellen abgeleiteten embroiden Körperchen (EBs) charakterisiert werden. Die genomische Pcgf6 Bindung soll in wildtypischen wie auch in PRC1- bzw. PRC2-mutanten ES Zellen untersucht werden. Ebenso sollen das Pcgf6 Proteininteraktom, ob Pcgf6 als Teil von PRC1 fungiert, sowie die Domänenstruktur und Funktion bestimmt werden. Zusammengenommen erlauben die Analysen tiefere molekulare Einblicke in die PRC1 Varianten Funktion in pluripotenten Zellen und am Ende der Pluripotenz.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Albrecht M. Müller, bis 9/2019 (†)