Genomweite Analyse von epigenetischen Veränderungen im Laufe des Alterns

• Antragsteller: Professor Dr. Ivan Gesteira Costa Filho; Professor Dr. Alexander Meissner; Professor Dr. Wolfgang Wagner
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 458369830

Die menschliche Alterung hängt mit charakteristischen DNA-Methylierungsveränderungen zusammen, die meist mit Illumina BeadChip-Datensätzen untersucht wurden. Die Heterogenität der epigenetischen Alterung innerhalb einer Probe wurde daher kaum beachtet und auch der Zusammenhang mit der Chromatinstruktur oder dem Histoncode bleibt weitgehend unklar. Hier streben wir ein Referenz-Epigenom des Alterns an, das auf Bisulfit-Sequenzierungsdaten des gesamten Genoms (WGBS) in Kombination mit offener Chromatin-Sequenzierung (ATAC-seq) für 120 periphere Blutproben (0 bis 80 Jahre) basiert. Dies wird eine Reihe von Studien ermöglichen, einschließlich der Untersuchung benachbarter CpGs, um den zugrunde liegenden altersabhängigen Mechanismus zu erforschen. Es wird auch die Abschätzung der Heterogenität bei der zellulären Alterung ermöglichen, die durch barcodierte Bisulfit-Amplikon-Sequenzierung (BBA-seq) ergänzt werden soll. Darüber hinaus werden Proben von 5 jungen (18-25 Jahre) und 5 älteren Spendern (70-80 Jahre) mit Einzelzell-ATAC-seq und Einzelzell-RNA-seq (beide 10x Genomik) analysiert, um zusätzliche Einblicke in das regulatorische Zusammenspiel zu gewinnen. Darüber hinaus sollen auch ChIP-seq Untersuchungen von Histonmodifikationen (H3K4me1, H3K4me3, H3K9me3, H3K27ac und H3K27me3) und Methyl-ATAC-seq bei 5 jungen und 5 älteren Spendern durchgeführt werden, um auch die Interaktion von Histonen und offenem Chromatin mit dem Methylom einzubeziehen. Die komplementäre Expertise der Antragsteller wird eine einzigartige Integration mehrerer regulatorischer Schichten ermöglichen, die unmittelbar als benötigte Referenz dienen und Einblicke in die funktionelle Interaktion sowie die Heterogenität der epigenetischen Alterung innerhalb einer Probe ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen