Aufklärung der grundlegenden Prinzipien der Zellschicksalsentscheidungen und Plastizität in der adulten Epidermis

• Antragstellerin: Dr. Paula Albu, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Zellbiologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 585305580

Die Epidermis der Haut ist ein mehrschichtiges Epithel und eine lebenswichtige Barriere, die durch den kontinuierlichen Umsatz von Stammzellen erhalten bleibt. Diese Stammzellen liegen in der Basalschicht und wahren ein Gleichgewicht zwischen selbsterneuernden Zellteilungen und Differenzierung. Diese Plastizität ermöglicht der Epidermis, Verletzungen zu reparieren und die Gewebegröße anzupassen. Das Ausmaß dieser Plastizität sowie die zugrunde liegenden Mechanismen sind bislang unzureichend verstanden. In diesem Projekt werde ich die adulte homöostatische Epidermis sowie prä- und postpartale Anpassungen der Hautgröße als Modelle nutzen, um die Mechanismen der epidermalen Plastizität in einem verletzungsfreien Kontext zu untersuchen. In Vorarbeiten habe ich KLF4 als vielversprechenden Marker für Zellschicksalsübergänge entdeckt. Ziel 1 dieses Projektes ist es, das Zellverhalten und die molekularen Veränderungen während des schwangerschaftsbedingten epidermalen Wachstums und Rückgangs zu charakterisieren. Dazu werde ich quantitative Gewebe-Bildgebung mit räumlicher Transkriptomik kombinieren, um zu bestimmen, wann die erste adaptive Antwort erfolgt, und um Faktoren zu identifizieren, die diese Zellzustandsübergänge regulieren. Um zwischen kurz- und langfristiger Anpassung zu unterscheiden, werde ich das Verhalten und die klonale Dynamik von KLF4, einem zentralen Kandidatengen der Plastizität, in der Kontroll-, prä- und postpartalen Haut über kurze und lange Zeitintervalle hinweg analysieren. Diese Daten werden die adaptive Antwort auf Wachstum und Regression auf Gewebe-, Zell- und molekularer Ebene definieren. Im Anschluss werde ich die zellulären, molekularen und epigenetischen Mechanismen untersuchen, die den Übergang von Basalzellzuständen steuern (Ziel 2). Die Dynamik der Zellzustände in vivo werde ich mittels longitudinaler intravitaler Bildgebung von Transkriptionsreportern für KLF4, Keratin 10 (Differenzierung) und AuroraB (Proliferation) quantifizieren. Die funktionelle Rolle von KLF4 bei Zellzustandsübergängen werde ich durch mosaikartige Gendeletion in der Epidermis testen, kombiniert mit Immunfärbungen und intravitaler Bildgebung. Zur Aufklärung der molekularen und epigenetischen Regulation dieser Zellzustandsübergänge werde ich Einzelzell-ATAC-Sequenzierungen an homöostatischer Haut durchführen und diese Daten mit den RNA-Sequenzierungsdaten aus Ziel 1 integrieren. Die identifizierten Kandidatenregulatoren und/oder Marker von Zellzustandsübergängen, die für den homöostatischen und/oder adaptiven Zellumsatz wichtig sind, werden mittels in-vitro-Assays sowie im in-vivo-Gestationsmodell validiert. Dieses Projekt wird die Grundlage für ein umfassendes Verständnis der Mechanismen schaffen, die adulte Gewebeanpassung und den Gewebeumsatz regulieren. Langfristig soll dieses Wissen dazu beitragen, beeinträchtigte adaptive Antworten zu verbessern, wie sie beispielsweise beim Altern, nach Verletzungen oder starkem Gewichtsverlust auftreten.

• DFG-Verfahren: Stelle