Molekulare Mechanismen der transkriptionellen Repression in der frühen Embryonalentwicklung von Drosophila melanogaster

• Antragsteller: Dr. Alexander Pfab
• Fachliche Zuordnung: Entwicklungsbiologie
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 456091432

Zellen sind die Grundbausteine aller Lebewesen. Die Einzigartigkeit jeder einzelnen Zelle wird dadurch erreicht, dass jeweils nur ein ganz bestimmter Satz an Genen aktiv in funktionelle RNS Moleküle transkribiert wird. Die exakte Kontrolle der Genexpression ist daher äußerst wichtig und eine fehlregulierte Transkription liegt vielen Krankheiten einschließlich Krebs und neurologischen Störungen zu Grunde. In Eukaryotischen Zellen ist die DNS hoch verdichtet, damit sie in das begrenzte Volumen des Zellkernes passt. DNS-abhängige Prozesse, wie die Transkription, werden durch diese Verpackung der DNS in Chromatin unterdrückt. Daher wurde bis heute viel Forschung betrieben, um die transkriptionelle Aktivierung zu untersuchen, welche diese Beschränkung überwindet, aber viel weniger, um die transkriptionelle Repression zu untersuchen. Nichtsdestotrotz ist die Kontrolle der Genexpression durch repressive Mechanismen überaus wichtig für viele zentrale biologische Vorgänge, wie der Entstehung unterschiedlicher Zelltypen während der frühen Embryonalentwicklung. Da die Mechanismen der transkriptionellen Repression weitgehend unbekannt sind, bietet das Erforschen dieser Prozesse viele Möglichkeiten grundlegende Prinzipien der Genregulation zu aufzudecken. Mit Hilfe von modernsten Epigenom- und Transkriptom-Analysemethoden werden wir als Erstes untersuchen, welche Repressions-Mechanismen an verschiedenen Genen im Drosophila Embryo zum Einsatz kommen. Zweitens werden wir bestimmen, welche Rolle dabei Co-Repressoren spielen, indem wir sie mittels CRISPR/Cas9 ganz spezifisch an eine bestimmte Enhancer-Region bringen. Drittens werden wir mittels biochemischer und optischer Bildgebungs-Techniken charakterisieren, wie all die Proteine, die an der Repression mitwirken, zusammenspielen. Zusammenfassend wird unsere Arbeit neue Einblicke in die Mechanismen, die der transkriptionellen Repression zu Grunde liegen, liefern. Dies ist wesentlich für die Entwicklung neuer Strategien um Zellen zu re-programmieren und Krankheiten zu bekämpfen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Schweden
• Gastgeber: Professor Dr. Mattias Mannervik