Control of normal and malignant pigment cell development

• Applicant: Professor Dr. Manfred Schartl, Ph.D.
• Subject Area: Developmental Biology
• Term: from 2003 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5414338

Zur Analyse der genetischen Kontrolle der Entwicklung von normalen und malignen Pigmentzellen aus adulten Stammzellen der Pigmentzellreihe und neoplastischen Melanom-Stammzellen soll der Makromelanophorenlocus des Platyfisches Xiphophorus durch Positionsklonierung und funktionelle Analysen identifiziert werden. Dieser Locus steuert die normale Pigmentmusterbildung, aber auch wichtige pathophysiologische Eigenschaften der Melanome. Bisher sind etwa 1 Megabase der Makromelanophorenregion der Geschlechtschromosomen von Xiphophorus mit genomischen Klonen abgedeckt worden. Mehrere Kandidatengene, deren Produkte möglicherweise in der Entwicklung von Pigmentzellen und in der Kontrolle von humanen Pigmentierungserkrankungen beteiligt sind, sind bereits identifiziert worden. Besonders interessant erscheint daher eine Gruppe von normalerweise an der Regulation der Nahrungsaufnahme beteiligten Melanocortinrezeptoren, die möglicherweise durch Änderung ihrer Expressionspezifität für die Entwicklung von Pigmentzellen bei Xiphophorus rekrutiert worden sind. Die identifizierten Kandidatengene sollen nun im Detail durch Struktur-, Expressions- und Funktionsanalyse in-vitro und in transgenen Fischen charakterisiert werden. Besondere Beachtung wird dabei den für die Differenzierung von Pigmentzellen sehr wichtigen Wechselwirkungen zwischen dem Transkriptionsfaktor MITF und der Melanocortin-Signaltransduktion geschenkt. Untersuchungen zur Kontrolle der Entwicklung von Pigmentzellen hatten ergeben, dass die Expression des Transkriptionsfaktors MITF ausreichend ist, damit embryonale Stammzellen (ES) die gesamte Entwicklungsreihe bis zur terminal differenzierten Pigmentzelle in-vitro durchlaufen. Dieses System soll weiter analysiert werden in Bezug auf die Regulation bekannter und neuer Zielgene von MITF und die dadurch ausgelösten Differenzierungsprozesse in-vitro und in-vivo nach Transplantation in Embryonen. Weiterhin sollen andere Entwicklungsgene auf ihr Differenzierungspotential in den von uns etablierten ES-Zelllinien getestet werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Jean-Nicolas Volff