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SFB 1430:  Molekulare Mechanismen von Zellzustandsübergängen

Subject Area Biologie
Chemie
Medizin
Term since 2021
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Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 424228829
 
Für die Entwicklung und die Regeneration des Organismus müssen sich Zellen in hochgradig regulierter Weise vermehren. Ein Merkmal dieser Regulation ist die Etablierung von biochemisch und epigenetisch definierten Zellzuständen und die geordneten Übergänge zwischen diesen Zuständen. Dies gilt für die Einleitung und die einzelnen Phasen der Zellteilung, aber auch für Zustandsübergänge, die der Krebsentstehung und Therapieresistenz zugrunde liegen. Während die übergeordneten Regulatoren der unterschiedlichen Zellzustände weitestgehend untersucht wurden, sind die vielfältigen schalterartigen Auslösemechanismen der kritischen Übergänge zwischen diesen Zuständen nur unvollständig verstanden. Ein prominentes Beispiel ist der Mechanismus, der die erfolgreiche Anheftung der Chromosomen an die mitotische Spindel während der Zellteilung überwacht und entscheidet, wann die Aufteilung des Genoms durch einen Zellzustandsübergang eingeleitet wird. Ähnlichen Prinzipien unterliegen die Sensoren von DNA-Schäden und anderen zellulären Stressbedingungen, die etablierte Kontrollpunkt-Mechanismen auslösen. Gleichfalls gehören dazu mit Zustandsänderungen assoziierte zytoskeletale und metabolische Veränderungen, sowie aberrante epigenetischer Regulation, die Zustandsübergänge von Krebszellen steuern. Das Verständnis dieser Regulation kann nur erreicht werden, indem diejenigen Mechanismen molekular im Detail entschlüsselt werden, welche kritische zelluläre Signale erkennen, integrieren und dann an etablierte Regulatoren weiterleiten, um Zustandsübergänge auszulösen. Das Studium dieser Prozesse wird jedoch durch Limitationen konventioneller Ansätze eingeschränkt, die den besonderen Herausforderungen wie den oft sehr schnellen Zeitabläufen der kritischen Ereignisse, der Heterogenität zwischen Zellen und den Redundanzen in den Reaktionswegen nicht gerecht werden können. Unsere Initiative möchte diese Limitationen in einem interdisziplinären Ansatz mit Biologen, molekularen Onkologen und Chemikern überwinden. Der Schwerpunkt und ein verbindendes Element liegt dabei auf der Entwicklung und dem Austausch von direkten methodischen Verfahren, die vor allem anspruchsvolle biochemische Rekonstitution, sowie Einzelzell- und Echtzeit-Mikroskopie in Verbindung mit neuen Ansätzen akuter optischer und chemischer Perturbation einschließt. Es wurden Projekte ausgewählt, die ein breites Spektrum relevanter Übergänge abdecken und von Zellzyklusprogression in der Zellteilung bis hin zu Plastizität von Krebszellen reichen. Dadurch wird die Entwicklung und der Austausch von neuartigen Ansätzen und Forschungswegen sowie die Aufdeckung neuartiger Regulationsmechanismen in den einzelnen Projekten erreicht. Unser in Deutschland einzigartiger interdisziplinärer Ansatz ist daher in besonderer Weise geeignet, einen echten konzeptionellen Fortschritt im Verständnis kritischer Proliferationsregulation zu erreichen, der auch neuartige Therapiestrategien für neoplastischen Erkrankungen aufzeigen wird
DFG Programme Sonderforschungsbereiche

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Antragstellende Institution Universität Duisburg-Essen
 
 

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