Kooperative genetische Mechanismen in der Differenzierung

Man kann sich die Entwicklung von höheren eukaryotischen Organismen als ein reguliertes, schrittweises Durchlaufen von Zellidentitäts-Entscheidungen vorstellen. Dies verläuft von pluripotenten Stammzellen in der Blastozyste bis zu terminal ausdifferenzierten Zelltypen unidirektional, sowie, mit der Ausnahme von pathologischen Ereignissen, unumkehrbar ab. Obwohl in den letzten Jahren große Fortschritte im Verständnis von pluripotenten embryonalen Stammzellen erzielt wurden, bleiben die genauen molekularen Mechanismen und deren Wirkungsweise in der Regulation von Zellidentitäts-Entscheidungen unbekannt. In einem interdisziplinären Ansatz wurden in den Labors von Martin Leeb (Max Perutz Labs, Wien) und Andreas Beyer (Universitzet Köln) in genetischen Screens mit haploiden embryonalen Stammzellen eine Kohorte an Kanidaten-Genen identifiziert, die in der Differenzierung von embryonalen Stammzellen eine wichtige Rolle spielen. Diese Liste an Kandidaten waren die Grundlage für die mechanistische Analyse der Funktion augewaelter Signalwege und genetischer Kreisläufe und einer systembiologischen Analyse von Differenzierungsdefekten. Ein überraschendes Resultat war, dass es keine einzige Mutation gibt, die zu die Differenzierungsmöglichkeiten einer ES Zelle komplett verhindert. Diese deutet auf Redundanzen in den genetischen Kreisläufen, die für Differenzierung wichtig sind, hin. In diesem Projekt werden die Gruppe von Andreas Beyer und Martin Leeb gemeinsam kombinatorische genetische Screens und Analysemethoden entwickeln um die Epistase zwischen Diferenzierungs-pathways und-genen aufzuarbeiten.