Molekulare Mechanismen der Muskeldedifferenzierung während der Muskeltransdifferenzierung

• Antragstellerin: Professorin Dr. Wiebke Herzog, seit 9/2021
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 391299137

Wie stabil sind zelluläre Differenzierungszustände und welche Faktoren und Mechanismen haben die Macht sie zu verändern oder aufzuheben? Die metamorphosierende somatische Drosophila-Muskulatur stellt ein ideales System dar, um diese Fragestellungen zu analysieren. Während der Metamorphose transdifferenzieren die ersten drei anterioren Paare embryonaler Alarmuskeln in einen anderen Typus synzytialer Muskulatur, die ventralen longitudinalen Muskeln (VLM). Dieser Prozess wird durch die Dedifferenzierung der synzytialen Alarmuskeln in mononukleäre Myoblasten, die später in die VLM redifferenzieren, initiiert. Obwohl einige der Faktoren, die diesen faszinierenden Prozess einleiten schon identifiziert worden sind, ist der genaue Mechanismus der die Dedifferenzierung der Alarmuskeln steuert noch nicht bekannt. Um unser Verständnis der molekularen Mechanismen, die die Alarmuskeldedifferenzierung und in vivo Muskeldedifferenzierungsprozesse im Allgemeinen steuern zu erweitern, untersuchen wir verschiedene Aspekte des Dedifferenzierungsprozesses genauer:1. Charakterisierung der Rolle von twist während der Induktion der Muskeldedifferenzierung.Die Funktion dieses hochkonservierten bHLH-Transkriptionsfaktors wurde in vitro mit Muskeldedifferenzierungsprozessen in Verbindung gebracht. Die Entschlüsselung seiner Funktionsweise während der Alarmuskeldedifferenzierung wird neue Erkenntnisse über das regulatorische, transkriptionelle Netzwerk das die Muskeldedifferenzierung in vivo steuert erbringen.2. Die Verbindung des Hippo Signalwegs zum Muskeldedifferenzierungsprozess.Der Stand der Forschung bringt den Hippo Signalweg in Vertebraten und Drosophila vor allem mit der Kontrolle von Organgröße durch die Regulation von Proliferation, Apoptose und Stammzellteilungen in Verbindung. Die Aufklärung seiner Rolle während der Alarmuskeldedifferenzierung wird neue Erkenntnisse darüber erbringen, wie durch kontextspezifische Modulation des Hippo Signalwegs Differenzierungszustände realisiert oder verändert werden.3. Die Rolle von Signalen des programmierten Zelltods während der Muskeldedifferenzierung.Die Rolle von Signalen des programmierten Zelltods während Muskeldedifferenzierungsprozessen wurde bis jetzt vor allem in vitro und nach erzwungener Dedifferenzierung untersucht. Die funktionelle Analyse der Rolle von Caspasen während der Alarmuskeltransdifferenzierung wird neue Einblicke in die Funktion von Effektoren des programmierten Zelltods während eines natürlich vorkommenden Muskeldedifferenzierungsprozesses gewähren.4. Die Rolle von Autophagie-Prozessen während der Muskeldedifferenzierung.Autophagie spielt eine kritische homöostatische Rolle in differenzierten Skelettmuskelzellen. Die Untersuchung der Funktion und Mechanismen, die Autophagie-Prozesse während der Alarmuskeltransdifferenzierung induzieren und und ausführen, wird neue Erkenntnisse zur Rolle von Autophagie assoziierten Genen während eines in vivo Muskeldedifferenzierungsprozesses erbringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Christoph Schaub, bis 9/2021