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Projekt
Entschlüsselung der Funktion von Immunzellen in Hoden und Nebenhoden durch Einzelzelltranskriptomik, räumliche aufgelöste Proteomik und integrative Bioinformatik (Zentrales Projekt Z1 der FOR 5644 'INFINITE')
Fachliche Zuordnung
Reproduktionsmedizin, Urologie
Förderung
Förderung seit 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515636567
Die Erforschung der Funktion von Immunzellen in Hoden und Nebenhoden, wie sie im Rahmen der FOR "INFINITE" vorgeschlagen wird, hängt stark von modernen Hochdurchsatzmethoden ab. Das Verständnis zellspezifischer genregulatorischer Ereignisse und ihrer Auswirkungen auf zelluläre Netzwerke in kranken und normalen Geweben erfordert den Zugang zu transkriptomischen Ansätzen wie RNA-seq. Diese Methoden ermöglichen den Nachweis und die Quantifizierung aller Transkripte in einer Zellpopulation durch Next Generation Sequencing (NGS) und erlauben die Identifizierung von Genregulationsnetzwerken. Eine Herausforderung besteht darin, die Heterogenität, Entwicklung, Differenzierung und vor allem die Mikroumgebung der verschiedenen Leukozyten-Zelltypen im räumlichen Kontext von Hoden und Nebenhoden unter normalen und kranken Bedingungen zu verstehen. NGS hat seit dem Aufkommen der tröpfchenbasierten Einzelzell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) dramatische Fortschritte gemacht. Im Gegensatz zu Ansätzen wie Mikroskopie oder Zytometrie ermöglicht scRNA-seq die Klassifizierung einzelner Zellen anhand ihres Transkriptoms und nicht anhand von wenigen Oberflächenmarkern. Die Verwendung von scRNA-seq hat generell eine große Heterogenität an Immunsubzellpopulationen gezeigt. Entsprechend konnte auch in vorbereitenden Arbeiten zu diesem Antrag eine bisher unbekannte Heterogenität an Immunzellpopulation im Hoden und Nebenhoden gefunden werden. Diese Befunde haben erheblich zur Schärfung der Ziele in INFINITE Projekten beigetragen. Obwohl scRNA-seq eine noch nie dagewesene Auflösung der Zelltyp-spezifischen Transkriptome ermöglicht, geht die räumliche Information der einzelnen Zellen bei der Gewebedissoziation verloren. Diese wiederum wird auf Proteinebene durch Co-Detektion durch Indizierung (CODEX) ermöglicht. Diese Methode ermöglicht eine Multiplex-Bildgebung von Gewebeschnitten und beruht auf DNA-konjugierten Antikörpern und der Verwendung von fluoreszenzmarkierten DNA-Sonden. Dadurch gibt CODEX Einblicke in die Gewebearchitektur und die zelluläre Organisation bei gleichzeitig hohem Durchsatz. Das zentrale Projekt Z wird eine integrative Plattform bieten, die NGS-basierte und CODEX-Technologien für die Projekte der FOR bereitstellt. Wir stellen etablierte experimentelle Verfahren und die notendige Geräteausstattung zur Bearbeitung der Proben sowie die für ihre Interpretation notwendigen bioinformatischen Methoden zur Verfügung. Dies gewährleistet die reproduzierbare Analyse und eine aussagekräftige Interpretation der hochkomplexen Daten, um sie dann in einen Organkontext stellen zu können. Darüber hinaus wird dieses zentrale Z Projekt spezifische Softwarelösungen entwickeln, die auf die Projekte zugeschnitten sind, um ihre spezifischen Untersuchungsfragen zu adressieren. Zudem wird dieses zentrale Z Projekt Doktoranden und Postdocs mit aktuellen bioinformatischen Analysestrategien vertraut zu machen, insbesondere für die Analyse von Transkriptom- und CODEX-Daten.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
