"Entschlüsselung von ROSEE: Erforschung der frühen Organisation und Funktion des X-Chromosoms in C. elegans"

• Antragstellerin: Fanny Eggeler, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 562968357

In den letzten fünfzehn Jahren haben Studien die 3D-Konformationen von Chromosomen beleuchtet, doch bleibt ihre funktionelle Bedeutung in verschiedenen Tiersystemen unklar. Die Dosiskompensation (DC), ein gut untersuchtes Beispiel für chromosomenweite Organisation, gleicht die Genexpression des X-Chromosoms zwischen den Geschlechtern aus. Dieses Projekt untersucht eine neuartige Struktur des X-Chromosoms in C. elegans, genannt ROSEE (ROSette in Early Embryos), die während der frühen Embryonalentwicklung und vor Einsetzen der DC beobachtet wird. ROSEE besteht aus Schlaufenchromatin ("Petals"), das mit kompakten Domänen ("Hubs") verbunden ist, und tritt in beiden Geschlechtern auf. Die Studie stellt die Hypothese auf, dass ROSEE einen Vorläufer des dosiskompensierten X-Chromosoms darstellt, und zielt darauf ab, seine möglichen Rollen bei der Förderung der DC, und der Regulation der Genexpression zu testen. Das erste Ziel ist es, zu untersuchen, ob ROSEE die Rekrutierung des Dosiskompensationskomplexes (DCC) erleichtert, da die offenen Petal-Bereiche wichtige regulatorische Bindungsstellen für den DCC enthalten. Mithilfe von CRISPR-Engineering, biochemischen Analysen und Cut&Tag-Methoden wird geprüft, ob Petals die DCC-Bindung im Vergleich zu den kompakten Hubs fördern. Das zweite Ziel untersucht die Rolle von ROSEE bei der Regulation der Genexpression in frühen Embryonen beider Geschlechter sowie in der Keimbahn der Eltern. Erste Daten deuten darauf hin, dass ROSEE die Expression X-gekoppelter Gene unterdrückt, eine Hypothese, die mittels smFISH in Wildtyp- und Mutantenstämmen getestet wird. Dieses Projekt ist innovativ, da es sich auf eine bisher nicht charakterisierte chromosomale Struktur konzentriert und fortschrittliche Methoden wie Chromosomen-Tracing verwendet, um die 3D-Organisation auf Einzelmolekülebene zu analysieren. Durch die Untersuchung der biologischen Funktion von ROSEE wird diese Forschung wesentliche Einblicke in die Mechanismen der X-Chromosom-Regulation, die Dynamik großräumiger chromosomaler Organisation und die generationsübergreifende Signalgebung liefern und unser Verständnis der Beziehung zwischen genomischer Struktur und Funktion erweitern.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeberin: Professorin Dr. Susan Elizabeth Mango