Konservierte Rolle von FoxH1 in der frühen Differenzierung

Während der Entwicklung muss sich die befruchtete Eizelle viele Male teilen und verschiedenste Zelltypen müssen entstehen. Um einen multizellulären Organismus zu bilden, braucht es daher viele Entwicklungsprozesse und Signalwege, welche die Expression verschiedener Gene steuern. Molekulare Schalter, sogenannte Transkriptionsfaktoren (TFs), erkennen dabei spezifische Abschnitte auf der DNA und können klassischerweise ihr Zielgen gezielt an- oder ausschalten. Zusätzlich haben wissenschaftliche Arbeiten in den letzten Jahren gezeigt, dass auch die dynamische Organisation der Chromosomen, also die 3D-Architektur, eine nicht unwesentliche Rolle bei der Aktivierung oder Inaktivierung von Genen spielt. Im Rahmen des Projekts soll FoxH1 untersucht werden. Es handelt sich hierbei um einen TF innerhalb des Nodal-Signalwegs, durch den Zellen in der frühen Entwicklung miteinander kommunizieren. Insbesondere die Ausbildung von Endoderm und Mesoderm hängen im Wesentlichen vom Nodal-Signalweg ab. Damit es seine Aufgaben erfüllen kann, bindet FoxH1 an verschiedene DNA-Sequenzen. Untersuchungen haben gezeigt, dass FoxH1 neben der klassischen Genaktivierung auch an der Regulierung der chromosomalen Architektur Anteil hat. Verschiedene Modelle sollen herangezogen werden, um die genauen Wirkmechanismen von FoxH1 in der frühen Differenzierung, insbesondere bei der Entwicklung des Mesoderms zu beleuchten. Die Hypothese ist, dass FoxH1 nicht nur in der Nähe des Zielgens bindet, sondern auch weiter entfernt davon. Die dadurch entstehende Auffaltung des Chromosoms hat direkte Auswirkung auf die Genexpression. Verschiedene molekularbiologische Methoden sollen verwendet werden, um durch FoxH1 klassisch bzw. über die Chromosomen-Architektur regulierte Gene in verschiedenen Modellen zu identifizieren bzw. zu bestätigen, deren Bedeutung für die frühe Entwicklung bzw. Zelldifferenzierung zu bestimmen sowie den Einfluss von FoxH1 für die Chromosomen-Architektur zu klären. Die so gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen sollen langfristig für weitere Untersuchungen von TFs des Nodal-Signalwegs herangezogen werden, umein detailreicheres Netzwerkder frühen Zelldifferenzierung aufzustellen.