Heterogenität des transkriptionellen Netwerks der zellulären Seneszenz in Einzelzellauflösung

• Antragsteller: Dr. Mathias Diehl
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513057729

Das Alter ist der primäre Risikofaktor für viele menschliche Pathologien. Daher könnte die Manipulation der Alterungsrate und die potenzielle Verschiebung des Ausbruchs dieser verheerenden Krankheiten enorme Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. Jüngste Studien haben die Bedeutung sowohl genetischer als auch umweltbedingter Faktoren bei der Modulation der Alterungsrate gezeigt. Faszinierende offene Fragen im Bereich der Altersforschung beziehen sich insbesondere auf den Beginn und die Lokalisierung des Alterungsprozesses in einem Organismus (Wann, und Wo (in welchen Organen) beginnt ein Organismus zu altern?). Aufgrund der relativ langen Lebensdauer klassischer Modelle ist jedoch relativ wenig über das Altern von Wirbeltieren bekannt. Um dieser Herausforderung zu begegnen, werde ich den von Natur aus kurzlebigen türkisfarbenen Killifisch als primäres genetisches Modell verwenden. Meine Forschung konzentriert sich auf einen zentralen Aspekt des Alterns: zelluläre Seneszenz. Zelluläre Seneszenz bezeichnet den irreversiblen Austritt von Zellen aus dem Zellzyklus, einhergehend mit morphologischen Änderungen. Obwohl diese Zellen sehr wahrscheinlich zu altersbedingten Krankheiten beitragen, sind Sie noch sehr unvollständig charakterisiert. So wurde bisher noch kein universeller, molekularer Marker für alle senszenten Zellen identifiziert – was auch impliziert das der fundamentale Unterschied zwischen senszenten und nicht-senszenten Zellen noch nicht verstanden wurde. Zudem bleibt die beachtliche Heterogenität, die dem senszenten Zelltyp unterliegt, weitgehend nicht charakterisiert. Beides trifft besonders in vivo zu. Ich plane zunächst mittels in vitro Epigenom- und Einzelzelltranskriptom-analyse neue molekulare Marker von senszenten Zellen zu identifizieren und deren Heterogenität zu beschreiben. Dabei konzentriere Ich meine Analyse auf „Enhancer“ Elemente, da diese genetischen Elemente ausschlaggebend für die Differenzierung und die Bestimmung des Zellschicksals sind. Durch die Verwendung von Fisch und Maus Zellen kann ich meine Analyse zudem auf evolutionär konservierte Elemente fokussieren. Diese werden dann mittels in vivo Imaging benutzt um die Progression neuer, senszenten Subtypen während des Alterungsprozesses des Killifisches in vivo zu verfolgen. Letztendlich wird dies ermöglichen Rückschlüsse über den zeitlichen und räumlichen Verlauf eines wesentlichen Aspekts des Alterungsprozesses in einem Wirbeltier zu ziehen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Israel
• Gastgeber: Dr. Itamar Harel