Molekulare Charakterisierung von Genen mit gemeinsamen und unterschiedlichen Eigenschaften der Oct4 Regulation in pluripotenten Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Buchholz
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 214450084

Embryonale Stammzellen (ESCs) und Epiblast Stammzellen (EpiSCs) der Maus repräsentieren zwei sukzessive pluripotente Stadien der Embryogenese. In den vergangenen Jahren haben eine Vielzahl von RNAi Screens unser Wissen über die ESC-Biologie vertieft. Die Identifizierung neuer Pluripotenzfaktoren und dem Verständnis ihrer Funktion in multiplen Pfaden als Transkriptionsfaktoren, epigenetischen Regulatoren und Signalmolekülen, hat auch zu einem besseren Verständnis des Zusammenspiels dieser Faktoren geführt. Unsere Arbeitsgruppe hat vor Kurzem diesen Ansatz auf die genomweite Untersuchung in EpiSCs, die pluripoteneten Zellen nach Implantation entsprechen, ausgeweitet.Um Gene zu entschlüsseln, die Oct4 Expression in EpiSCs kontrollieren, haben wir, unter Zuhilfenahme einer Oct4 Reporter-Zelllinie, einen genomweiten RNAi Screen durchgeführt. Neben Faktoren die Oct4 auch in ESCs regulieren, fanden wir hierbei überraschenderweise auch Gene, die Oct4 exklusiv in EpiSCs hochregulieren. Dieses Ergebnis weist auf einen fundamentalen Unterschied in der Oct4 Regulation in diesen beiden pluripotenten Zelltypen hin und legt nahe, dass Oct4 unter repressiver Kontrolle in EpiSCs ist. Ziel dieses Antrags ist es ein detailliertes Verständnis zweier Proteinkomplexe in diesen Zusammenhang zu erreichen. Hierbei wollen wir einen Komplex untersuchen, der in ESCs und EpiSCs gleiche Auswirkungen auf die Oct4 Regulation hat. Ein weiterer Komplex soll erforscht werden, bei dem sich die Regulation in ESCs und EpiSCs unterscheidet. Molekulare Erkenntnisse sollen durch umfangreiche Transkriptomics, Proteomics und Chromatin bindungs-Studien gewonnen werden. Unsere Arbeit wird gemeinsame und fundamental unterschiedliche Eigenschaften von pluripoteneten Zellen aufdecken und damit ein Rahmenwerk für die molekularen Abläufe aufzeigen, wenn pluripotente Zellen vom naiven, prä-Implantation Stadium in den präparierten, post-Implantation Stadium übergehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen