Stem cells in Caenorhabditis elegans

• Applicant: Professor Dr. Ralf Schnabel
• Subject Area: Nuclear Medicine, Radiotherapy, Radiobiology
• Term: from 2001 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5306656

Die Spezifizierung und spätere somatische Diversifizierung embryonaler Stammzellen ist ein zentrales Problem der Entwicklungsbiologie mit hoher medizinischer Relevanz. Das frühe Differenzierungsmuster von Embryonen des Nematoden C. elegans reflektiert modellhaft Stammzellinien in Vertebraten. Die befruchtete Zygote (P0) durchläuft vier asymmetrische, stammzellartige Zellteilungen, in denen zuerst die Zellen P1, P2 und P3 die somatischen Gründerzellen bilden. Die letzte Stammzelle P4 bildet dann die beiden embryonalen Vorläufer der späteren Keimbahnstammzellen. Es ist das Ziel der Arbeiten, anhand von einer Vielzahl von Mutanten in drei Genen, cib-1, cib-2 und cib-3, zum Verständnis der Spezifizierung von embryonalen und Keimbahnstammzellen beizutragen. In Mutanten dieser Gene verlieren die Zellen P1, P2 und P3 ihr stammzellartiges Schicksal und exekutieren nach Ausfall eines vollständigen Zellzyklus die jeweils unterliegenden somatischen Zellschicksale. Das Gen cib-2 wird zusätzlich für die Produktion der Keimbahnstammzellen benötigt. Die Gene sollen mit Hilfe der "single nucleotide polymorphism mapping" (SNP-mapping) Technik kloniert und anschließend im Detail analysiert werden. Vorläufige Daten lassen es wahrscheinlich erscheinen, daß cib-1 Homologien zu einem bisher in seiner Funktion unbekannten, in hämatopoetischen Stammzellen exprimierten Protein hat. Die ausgezeichnete Genetik des Systems erlaubt es, ausgehend von den beschriebenen Mutanten Regulationsketten in C. elegans durch die Identifizierung extragenischer Suppressoren aufzuklären. Mechanistische Hypothesen können auch mit Hilfe der Inaktivierung von Genen durch die RNAi Technik mit wenig Aufwand getestet werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1109: Embryonal and Tissue-Specific Stem Cells - Regenerative Systems for Cell and Tissue Repair
• Participating Person: Professor Dr. Henning Schmidt