Mechanismen der ES Zell Differenzierung

Embryonale Stammzellen (ES Zellen) besitzen die Fähigkeit in alle somatischen Zellen auszudifferenzieren. Aus diesem Grund, zusammen mit ihrem unlimitierten Potential zur symetrischen Zellteilung und der Möglichkeit gezielt genetische Modfifikationen in deren Genom einzubauen, haben ES Zellen grosses Potential fuer Anwendungen in der regenerativen Medizin . Die Mechanismen die die Differenzierung in embryonale Gewebe regulieren sind allerdings wenig erforscht, und effiziente Methoden zur Erzeugung definitiv differenzierter Zellen mit einer bestimmeten Identität sind nicht verfügbar. Dies liegt daran, dass die Prozesse, die die Termination der ES Zell spezifischen symetrischen Zellteilung und die Initiierung eines Zelltyp spezifischen Differenzierungsprogrammes steuern unerforscht sind. In meinem Projekt werde ich diese Fragestellung in zwei parallelel Ansaetzen bearbeiten. Zuerst werde ich in versuchen in einem vorwärts-genetischen Ansatz molekulare Faktoren zu isolieren, die fuer die Differenzierung von embryonalen Stammzellen verantwortlich sind. Als experimentelles System dienen haploide ES Zellen, in denen jedes Allel in einer einzigen Kopie vorliegt. Zur phänotypischen Identifizierung tragen diese ES Zellen Pluripotenz- sowie Differenzierungs-spezifische Fluoreszenz-Marker. In einem weiteren Ansatz werde ich die molekulare Rolle von Oct4, dem zentralen Transkriptionsfaktor des ES Zell spezifischen Genexpressions-Programmes, in der Steuerung der Etablierung von definierten Zell-Identitäten studieren. Dafuer werde ich eine ES Zell Linie erzeugen, in der das endogene Pouf5f1 Gen, das das Oct4 Protein kodiert, genetisch ausgeschaltet werden kann. In diese Zell Linie wird ein Oct4 Transgen integriert, welches auf der Protein Ebene mit hoher zeitlicher Auflösung kontrolliert werden kann. Ich hoffe, dass die Kombination beider Ansätze zu einem besseren Verständnis der molekularen Schlüsselfunktionen in der Differenzierung von pluripotenten Stammzellen zu somatischen Zellen beiträgt.