FOR 478:  Mechanismen der embryo-maternalen Kommunikation

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5469584

Die Vorgänge der frühen Embryonalentwicklung, Implantation und Entstehung bzw. Aufrechterhaltung einer Trächtigkeit hängen entscheidend von einer intakten embryo-maternalen Kommunikation ab. Da bislang nur wenige dabei involvierte Signale (z.B. Interferon t bei den Wiederkäuern) bekannt sind, haben wir eine Forschergruppe konzipiert, die in einem Kooperationsnetz von Embryologen, Biotechnologen und Spezialisten für funktionale Genomforschung erstmals eine systematische Analyse des Dialogs zwischen präimplantativen Embryonalstadien und Oviduct- bzw. Uterusepithelzellen beim Rind zum Ziel hat. Zur Erkennung wechselseitiger Signale und der dadurch induzierten Reaktionskaskaden werden moderne Analyseverfahren aus dem Transkriptomics- und Proteomics-Bereich eingesetzt. Für die Untersuchungen stehen in vivo gewonnene Oviduct- bzw. Uterusepithelzellen von zyklussynchronisierten monozygoten Zwillingen zur Verfügung, von denen jeweils einer zu einem Embryonen wird, während der andere Zwilling als Kontrolle dient. Die Analyse der embryo-maternalen Kommunikation erfolgt in der Eileiterphase (Tag 3), der frühen uterinen Phase (Tag 8) sowie in der Periimplantationsphase (Tag 18). Zusätzlich werden optimierte In-vitro-Systeme für Oviduct- und Uterusepithelzellen in Kokultur mit synchronen Embryonalstadien verwendet, um die Befunde aus dem In-vivo-Modell zu verifizieren und auf ihre funktionale Relevanz zu prüfen. Diese Untersuchungen lassen wesentliche neue Erkenntnisse über molekulare Mechanismen der embryo-maternalen Kommunikation erwarten. Langfristig werden die gefundenen Signalmechanismen auf ihre Bedeutung bei anderen Spezies inklusive des Menschen untersucht. Die biotechnologische Anwendung der gewonnenen Erkenntnisse in der Tierzucht wird sich zunächst auf eine Verstärkung der Signale im embryo-maternalen Dialog konzentrieren, um die Trächtigkeitsrate nach Embryotransfer zu erhöhen und dem embryonalen Frühtod entgegenzuwirken. Umgekehrt können Kandidatengene im embryo-maternalen Dialog auch dazu verwendet werden, um neue Qualitätskriterien für Embryonen zu definieren und eine verlässliche Vorauswahl für den Embryotransfer zu treffen. Ein weiterer anwendungsorientierter Gesichtspunkt ist die Bereitstellung von embryotrophen Faktoren oder embryo-maternalen Signalkomponenten in optimierten Formulierungen, etwa künstlichen Matrices.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Dynamische Proteomanalyse des Endometriums und korrespondierender Embryonalstadien (Antragsteller Arnold, Georg Josef )
• Einfluss des Eileiter- und des Uterusepithels auf den Phänotyp und die Genexpression boviner Embryonen (Antragsteller Sinowatz, Fred )
• Embryo-maternale Immunmodulation während der Frühgravidität (Antragstellerinnen / Antragsteller Einspanier, Ralf ;  Ulbrich, Susanne E. )
• Ko-Kulturexperimente zur Charakterisierung früher embryo-maternaler Interaktionen und deren Störung nach in vitro Fertilisation (Antragsteller Boelhauve, Marc )
• Proteinmuster des embryo-maternalen Interface als Ausdruck der embryo-maternalen Kommunikation (Antragsteller Herrler, Andreas )
• Transcriptomics des präimplantativen Rinderembryos (Antragsteller Adjaye, James ;  Niemann, Heiner )
• Transkriptomveränderungen des Endometriums in der Frühgravidität: Lokale Signalwirkungen, Bedeutung von Interferon Theta, Signaling von Kerntransfer-Embryonen (Antragsteller Wolf, Eckhard )

• Sprecher: Professor Dr. Eckhard Wolf