Untersuchung des molekularen Mechanismus und der funktionellen Rolle der 3D-Genomregulierung durch Nährstoffe über RNA Polymerase I: eine Rolle für das Altern?

• Antragstellerin: Daphne Selvaggia Cabianca, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559907625

Die Chromatinarchitektur, welche durch Entwicklungssignale reguliert wird, ist ein grundlegender Modulator der Genomfunktion. Ebenso können Umweltfaktoren den Zustand und die Funktion von Chromatin beeinflussen. Wie Umweltfaktoren jedoch die 3D-Chromatinorganisation regulieren und welche Konsequenzen dies für die Funktion von Zellen und Organismus hat, bleibt weitgehend unbekannt. Kürzlich hat meine Gruppe die erste globale räumliche Reorganisation des Genoms, ausgelöst durch Fasten (kurzfristiger Nährstoffmangel), im mehrzelligen Organismus C. elegans identifiziert. Überraschenderweise fanden wir heraus, dass die RNA-Polymerase I der Hauptregulator ist, der unterhalb des nährstoffsensitiven Signalwegs mTOR agiert, um die räumliche Organisation des gesamten Genoms in Darmzellen in Reaktion auf Nährstoffe zu steuern. Dennoch bleiben grundlegende mechanistische und funktionelle Aspekte der 3D-Genomregulation durch Nährstoffe über RNA-Pol I ungelöst: Wie reguliert RNA-Pol I, die spezifisch innerhalb eines definierten Bereichs im Zellkern—dem Nukleolus—wirkt, die globale 3D-Genomarchitektur? Welche Folgen hat dies für die Genexpression und die Gewebefunktion? Bemerkenswerterweise sind mTOR, Fasten und RNA-Pol I auch alle an der Regulierung des Alterns beteiligt. Ob diese Faktoren über die Modulation der 3D-Genomarchitektur jedoch auch Phänotypen später im Leben beeinflussen, bleibt unerforscht. Mit diesem Vorschlag beabsichtigen wir, diese grundlegenden Fragen zu beantworten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen