Koordinationsprojekt für das Schwerpunktprogramm "Spatial Genome Architecture in Development and Disease"

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Mundlos
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 424056052

Schon beim ersten vollständigen Entwurf des menschlichen Genoms wurde deutlich, dass die lineare genetische Information nicht ausreichen würde, um ihre vielen genomischen Funktionen und ihre komplexe Regulation vollständig zu erklären. Was die Identität und Funktion einzelner Zellen und Gewebe unterscheidet, ist nicht ihre Genomsequenz, sondern die Regulation jedes ihrer etwa 20.000 Gene. Die Genregulation hängt entscheidend von Regulationselementen ab, die über Chromatin-Faltung wirken, um die räumliche Nähe zu ihren Zielpromotoren sicherzustellen. Die resultierende räumliche (3D) Organisation von Chromosomen im Zellkern hat eine tiefgreifende Wirkung auf die Genregulation und die Transkriptionsleistung.Um dieses aufkommende Gebiet der 3D-Genomik zu nutzen, wird das Schwerpunktprogramm folgende Hauptziele haben: (1) Entwicklung und Anwendung neuartiger und existierender Technologien, um die seit langem bestehende Frage zu beantworten, wie die Chromatinfaltung reguliert wird; (2) den Einfluss der 3D-Chromatinfaltung in in-vitro- und in-vivo-Modellen während der Zelldifferenzierung oder -entwicklung funktionell zu analysieren; (3) die Rolle der 3D-Chromatinfaltung in der Krankheitspathologie untersuchen, um diesen unterschätzten Mechanismus zu verstehen; (4) Entwicklung und Anwendung neuartiger computergestützter Werkzeuge und Modelle, um vorherzusagen, wie sich die 3D-Genomfaltungsdynamik in Veränderungen Genexpression überträgt; (5) Etablierung einer interdisziplinären Gruppe von Wissenschaftlern, um dieses aufkommende Thema innerhalb der deutschen Forschungsgemeinschaft voranzutreiben und zu konsolidieren.Durch die Fokussierung auf Chromatinfaltung und Genregulation adressiert dieses SPP ein Gebiet der Biomedizin, das weit über das Studium von Genen und deren Funktion hinausgeht. Aufbauend auf einer der wichtigsten Entdeckungen in der Genomik des letzten Jahrzehnts gehen wir den nächsten Schritt, um zu untersuchen, wie die Chromatinfaltung die Differenzierung, Entwicklung und Krankheit steuert und damit eine relevante Frage in den Biowissenschaften anspricht: wie zelluläre Individualität auf genomischer Ebene erreicht wird.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2202: 3-D-Genomarchitektur in Entwicklung und Krankheit