Wie Umweltsignale epigenetische Barrieren bei der Etablierung und Umprogrammierung von Zellschicksalen im Gehirn formen

• Antragsteller: Professor Dr. Jovica Ninkovic, Ph.D.; Professor Dr. Stefan Stricker
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 563396883

Innovationen in genomweiten und Einzelzell-Technologien haben eine beeindruckende epigenomische Vielfalt zwischen den zahlreichen Zelltypen des Gehirns offenbart. Dennoch bleibt unklar, welche epigenetische Markierungen die Identität und Funktion unterschiedlicher Zelllinien bestimmen. Diese Wissenslücke beruht vor allem auf dem Mangel an Methoden, die eine präzise Manipulation vieler Markierungen im Chromatin ermöglichen, ganz besonders in gut etablierten Modellen von Zelltypveränderungen im Gehirn. In diesem Projekt kombinieren wir scATAC-seq und RRBS, um die epigenomischen Unterschiede zwischen vier Astrozytenzuständen zu entschlüsseln: zwei, die auf eine neuronale Induktion ansprechen, und zwei, die dagegen resistent sind; zwei, die aus Mausgehirnen isoliert wurden, und zwei humane Kulturen. Anschließend wenden wir auf diese Kulturen eine neuartige Technologie an, die eine gezielte Manipulation der Methylierung und Offenheit von Chromatin ermöglicht, dRNPs, und untersuchen, ob sich dadurch die Bereitschaft der Zellen verändert, ihr Schicksal zu ändern. Mit dieser innovativen Herangehensweise entschlüsseln wir woraus die Barrieren der Zellidentität bestehen und wie sie funktionieren. Unser Ansatz wird grundlegende Erkenntnisse darüber liefern, wie epigenetische Mechanismen die Zelllinien-Spezifikation im Gehirn während der Entwicklung steuert – und könnte langfristig zu neuen Ansätzen in der regenerativen Medizin führen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2502: EPIADAPT: Epigenomische Adaptationen des sich entwickelnden neuralen Chromatins