Die Rolle des Dead end Proteins in der Kontrolle der Geschlechtszellenentwicklung

• Antragsteller: Professor Dr. Erez Raz
• Fachliche Zuordnung: Reproduktionsmedizin, Urologie
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 329621271

Die Migration, Spezifizierung und Aufrechterhaltung der Keimzellidentität ist ein auf sowohl zellulärer als auch molekularer Ebene konservierter Prozess. Während der verschiedenen Phasen der Keimzellentwicklung ist das RNA-bindende Protein Dead end von zentraler Bedeutung.In der Abwesenheit des Dead end Proteins, geht die Keimbahn verloren und resultiert in sterilen Tieren. Wir konnten bereits zeigen, dass Dead end das unipotente Differenzierungspotential in Keimzellen durch Blockierung somatischer Differenzierung schützt und damit die Gametenbildung ermöglicht. Eine globale Analyse der Auswirkungen Dead ends auf das Transkriptom von Keimzellen zeigt, dass eine Bandweite somatischer Differenzierungsfaktoren in Abwesenheit des Proteins in den Zellen exprimiert wird. Dies geht mit einer Reduktion der Transkription von jenen RNAs einher, die mit Prozessen in der Keimbahnentwicklung in Verbindung gebracht werden. Zudem sind unter den Genen, die von Dead end unterdrückt werden, auch solche die für Pluripotenzfaktoren codieren, unter anderem Nanog und das Oct4 Homolog. Für die kommende Finanzierungsperiode streben wir an, unser Verständnis von der Funktion Dead ends auf spätere Zeitpunkte der Keimbahn-Entwicklung zu erweitern. Unsere dargelegte Strategie beinhaltet zunächst die Etablierung eines experimentellen Systems, das eine kontrollierte Ausschaltung des Proteins zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermöglicht. Diese Prozedur basiert auf der Aktivierung sogenannter Nanobodies, die eine bestimmte an das Dead end Protein angehangene Proteinform erkennen und zugleich eine Degradierung des Proteinkomplexes einleiten. Dies ermöglicht eine neuartige Analyse des Transkriptomes und der Chromatinstruktur von Keimzellen, in denen Dead end erst zu verschiedenen fortgeschrittenen Entwicklungszeitpunkten ausgeschaltet wurde. Die Rolle, die Dead end dabei in Bezug auf Pluripotenzfaktoren spielt wird in Experimenten adressiert, in denen zusätzlich zur Ausschaltung des Dead end Proteins auch Pluripotenz-assoziierte Gene manipuliert werden, etwa durch genetische Mutationen oder Über-Expression. Zusammenfassend werden die Ergebnisse unserer Studien das Verständnis der molekularen Mechanismen fördern, die das Entwicklungspotential von der Keimbahn zur Gametenbildung steuern.

• DFG-Verfahren: Klinische Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: KFO 326: Male Germ Cells: from Genes to Function