MicroRNA regulation during mouse brain development

Stammzellen können Tochterzellen hervorbringen, die entweder die Fähigkeit zur Selbsterneuerung behalten und Stammzelleigenschaften besitzen, oder die Zelllinien-spezifisch differenzieren. Es wird angenommen, dass die asymmetrische Verteilung von Determinanten des Zellschicksals in die Tochterzellen eine fundamentale Rolle in der Regulation von Proliferation und Differenzierung dieser Tochterzellen hat (Betschinger und Knoblich, 2004; Knoblich 2008). Die kürzlich vom Knoblich-Labor identifizierten Zellschicksalsdeterminanten, Brain tumor (Brat) und Mei-P26 in Drosophila, wurden mit der Regulation von Tumorgenese in Verbindung gebracht. Der Verlust von Brat und Mei-P26 in Neuroblasten bzw. Eierstock-Stammzellen verursacht eine Über-Proliferation der Tochterzellen und in weiterer Folge die Bildung von Gehirn- und Eierstocktumoren (Betschinger et al., 2006; Neumueller et al., 2008). Die unterschiedliche Verteilung von verschiedenen Schicksalsdeterminanten um so verschiedene Zelltypen zu generieren ist im Vertebraten-Zentralnervensystem konserviert (Gotz und Huttner, 2005; Yu et al., 2006). Es konnte gezeigt werden das TRIM32, ein Brat Ortholog, bei neurogenen Zellteilung asymmetrisch in der differenzierende Tochterzelle angereichert wird (Schwamborn J und Knoblich JA, in Revision). Vorläufige Daten des Knoblich-Labors zeigen, dass TRIM32 mit Argonaute1 interagiert, einer Kernkomponente des RISC Komplexes; diese Interaktion wurde auch bereits bei Brat und Mei-P26 in Drosophila beobachtet. Des weiteren wurden miRNAs im TRIM32-Komplex detektiert. Diese Daten deuten auf den interessanten Mechanismus hin, dass TRIM32 die Selbsterneuerung und Differenzierung von Vorläufern mittels miRNAs reguliert, wenn auch die Identitäten dieser miRNAs im TRIM32-Komplex noch zu klären sind. Dieser Antrag hat zum Ziel, die potentiellen Rollen von miRNAs zu testen und ihre Bedeutung in der Regulation der Entwicklung von neuronalen Vorläuferzellen zu untersuchen. Wir schlagen vor, die TRIM32-assoziierten miRNAs zu identifizieren und ihre Rolle in den molekularen Mechanismen der Proliferation und Differenzierung neuraler Vorläuferzellen im entwicklenden Gehirn zu studieren. Die Funktionen der identifizierten miRNAs soll mit Hilfe der in utero Elektroporation in Vorläuferzellen des sich entwickelnden Gehirns charakterisiert werden. Darüber hinaus soll auch die Funktionen von potentiellen Zielen dieser miRNAs untersucht werden. Wir erwarten, dass diese Studien unser Verständnis wie Zellschicksalsdeterminanten und miRNAs koordiniert die Proliferation und Differenzierung von neuralen Vorläuferzellen im sich entwickelnden Säugergehirn regulieren, deutlich verbessert.