Epigenetische CRISPR Ansätze für die umfassende Analyse der Gen-Regulation neuraler Stammzellen

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Stricker
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465820446

Der menschliche Körper besteht aus einer unfassbar großen Anzahl einzelner Zellen. Jede dieser Zellen muss genau eine von vielen hundert möglichen Zellidentitäten annehmen; aber es ist immer noch unklar wie dies geschieht. Obwohl wir einige DNA bindende Proteine kennen, die fähig sind Zell-Identitäten zu beeinflussen, ist völlig unbekannt was diese „Master“-Gene reguliert, was also sicherstellt, dass die richtige Zelle entsteht. Und mindestens ebenso unklar und bedeutsam ist, wie eine Zellidentität bewahrt wird, wenn sie einmal ausgewählt wurde. Dies ist kritisch, denn jede ungewollte Zellveränderung könnte den Körper in Gefahr bringen.Es ist bekannt, dass Chromatin, die komplexe Kernstruktur aus Nukleinsäuren und Proteinen, eine wichtige Rolle in diesem Kontext spielt. Chromatin besitzt jedoch eine Vielzahl regulatorischer Mechanismen (wie Proteinbindung, Histonmodifikationen, DNA Modifikationen, RNA Modifikationen, nicht kodierende RNAs, Topologie) und wir wissen nur wenig darüber, welche Bedeutung diese jeweils für Genaktivität und Zellidentität haben. Ein Grund für unser Unwissen sind experimentelle Einschränkungen. Lange Zeit war es sehr schwierig (A) umfassend Genaktivitäten und (B) individuelle Chromatinmarkierungen in diesem Kontext zu untersuchen. Seit kurzem ermöglichen jedoch zwei neue Methoden, die auf das bakterielle CRISPR System aufbauen, Transkription und epigenomische Markierungen zu manipulieren. In diesem Antrag schlagen wir die Anwendung dieser innovativen Technologie vor, um Gene und Chromatinmakierungen zu finden, die wichtig für neurale Stammzellen sind. Das Ziel dieses Projekts ist es auf mehreren Ebenen (Gene, Gen-regulatorische Elemente und epigenomische Markierungen) kausal wichtige Faktoren zu finden, die das neurale „Master- Gen“ Sox1 regulieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen