Einzelzell Transkriptom Sequenzierung zur Untersuchung der Mechanismen der Epileptogenese in genetischen Maus-Modellen und menschlichem Hirngewebe

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Albert Becker; Dr. Ulrike Hedrich-Klimosch; Professor Dr. Dirk Isbrandt; Henner Koch, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Molekulare und zelluläre Neurologie und Neuropathologie ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433112721

Trotz der Identifikation einer stetig zunehmenden Anzahl an Genen, die eine Epilepsie verursachen können, und einer Ergründung der molekularen Mechanismen pathogener Mutationen in einfachen Expressionssystemen, bleibt der genaue Mechanismus, wie sich die Epilepsie als Folge der zugrundeliegenden Mutation entwickelt, nur unzureichend verstanden. Es bleibt unklar, wie sich genetische Mutationen und Epileptogenese in der Entwicklung eines epileptischen Phänotyps eines epileptischen Syndroms bedingen, sowie zu welchem Zeitpunkt die epileptischen Anfälle beginnen. Wir planen daher mit neuesten Sequenzierungsmethoden in vier separaten Projekten der kürzlich geförderten DFG-Forschergruppe (FOR 2715) Hirnregionen- und Zeitpunkt-abhängige RNA Expression in spezifischen Neuronenpopulationen eines konditionalen Knock-in Mausmodells (Scn1a) und zwei globalen Knock-in Mausmodellen (Scn2a, Kcn2a) zu untersuchen. Änderungen der Transkription signaturen verursacht durch die Epileptogenese soll mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung hippocampaler (CA1 und CA3), kortikaler (S1) und thalamischen Neuronen identifiziert werden. Außerdem werden wir regulatorische SNPs (rSNPs) untersuchen, die zu einem erhöhten Risiko für generalisierte genetische Epilepsien (GGE) beitragen. Dazu werden wir epigenetische Analysen entsprechender Kandidaten-SNPs in Risikoloci basierend auf GWAS von GGE und Epileptogenese-relevanten Genen in humanen hippocampalen (Univ. Bonn) und kortikalen (Tübingen) Biopsien durchführen. Die Versuche werden im Rahmen der bereits etablierten Projekte der DFG Forschergruppe FOR2715 durchgeführt und in enger Zusammenarbeit der Projektleiter aus Tübingen, Bonn und Köln mit Prof. P. Nürnberg vom Cologne Center for Genomics (CCG), welches bereits etabliert ist. Die hierbei generierten Daten der RNA-Sequenzierung werden nicht nur dazu genutzt um unser Verständnis des Entwicklungseinflusses auf die Ausprägung eines epileptischen Syndroms zu vertiefen, sondern sollen auch in der DFG Forschergruppe genutzt werden um die humangenetischen Projekte der DFG Forschergruppe darauf auszurichten, neue Epilepsie-verursachende Gene zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen