SyStaR Forschungskern BMBF

Analyse von Genexpression in Kandidatenpathways

Hauptziel des SyStaR-Konsortiums ist die Generierung experimenteller Daten, um systembiologische Modelle aufzustellen, die Schlüsselkomponenten für die Einschränkung der Stammzellenfunktion und Regeneration beim Altern identifizieren. In diesem Teil des Arbeitsprogramms werden aufgereinigte Stammzellen und Biopsien regenerativer Gewebe aus verschiedenen Modellorganismen und aus dem Menschen molekular untersucht.

Das Arbeitspaket wird in 3 Haupunterpakete unterteilt:

  • C.a Identifikation genomweiter Änderungen in den Signalling Pathways in alternden Stammzell-Populationen und regenerativen Geweben mit Hilfe von Gen-Array-Experimenten
    • C.b Analyse von Kandidaten-Pathways in alternden Stammzell-Populationen und regenerativen Geweben
  • C.c Analyse von Variationen in der Genexpression zwischen Zellen in regenerativen und mitotisch inaktiven Geweben

C.a Identifikation genomweiter Änderungen in den Signalling Pathways in alternden Stammzell-Populationen und regenerativen Geweben mit Hilfe von Gen-Array-Experimenten

SyStaR hat Zugang zu Affymetrix-Arrays, selbstgespotteten Arrays (Core Unit der Universität), Technologien der Agilent-Plattform (Max-Planck-Forschungsgruppe) und einer Deep-Sequencing-Plattform (Hi-Seq 2000, Illumina, Core Unit der Universität). Die Analyse wird sich auf aufgereinigte Stammzellen-Compartments und regenerative Gewebe konzentrieren. Protokolle für die Aufreinigung von Stammzellen aus verschiedenen Organen wie Darm, Muskeln oder Leber von Mensch, Maus und Drosophila sind im SyStaR-Konsortium vorhanden.SyStaR hat zudem Zugang zu verschiedenen Reporter-Maus-Linien und Drosophila-Linien für die Stammzell-Aufreinigung. Aus den Zell- und Gewebeproben wird RNA extrahiert und Genexpressionprofile mittels Agilent-Arrays erstellt.

C.b. Analyse von Kandidaten-Pathways in alternden Stammzell-Populationen und regenerativen Geweben

Zusätzlich zu genom-weiten Expressionsstudien wird SyStaR sich auf Kandidaten-Pathways konzentrieren, von dene bekannt ist, dass sie eine Rolle bei der Regulation von Stammzellfunktion und Regeneration spielen, insbesondere (a) Pathways der Selbsterneuerung wie Notch und Wnt (b) Entzündungs-Pathways wie NFκB, (c) Regulatoren des Zellzyklus wie p53 und (d) Regulatoren der asymmetrischen Zellteilung wie die Bud6p-Septin-Diffusionsbarriere. Die Analyse der Kandidaten-Pathways schließt die Untersuchung von RNA und Proteinen ein.

C.c Analyse von Variationen in der Genexpression zwischen Zellen in regenerativen und mitotisch inaktiven Geweben

Es liegen Anhaltspunkte für zunehmende stochastische Änderungen der Genexpression auf Einzelzellebene beim Altern postmitotischer Gewebe vor. Eine Zunahme stochastischer Änderungen der Genexpression zwischen Zellen könnte die Versorgung und Funktion von Organen beeinflussen. SyStaR analysiert Änderungen der Variation der Genexpression zwischen Zellen in regenerativen Organen (hämatopoetische Stammzellen) und in Organsystemen mit niedriger mitotischer Aktivität (Leber) während des Alterns.

Beteiligte Arbeitsgruppen

Folgende Arbeitsgruppen sind an diesem Arbeitspaket beteiligt:

  • Alexander Kleger / Thomas Seufferlein (Gastroenterologie)
  • Albert Ludolph (Neurologie)
  • Michael Denkinger (Geriatrie)
  • Karin Scharffetter-Kochanek (Dermatologie)
  • Hubert Schrezenmeier (Transfusionsmedizin)
  • Hartmut Geiger (Dermatologie)
  • Michael Kühl (Biochemie)
  • Nils Johnsson (Zellbiologie)
  • Franz Oswald (Gastroenterologie)
  • Petra Pandur (Biochemie)
  • Lenhard Rudolph (Kooperationsgruppe Fritz-Lipmann-Institut)
  • Thomas Wirth (Phsiologische Chemie)
  • Hans A. Kestler (AG Bioinformatik & Systembiologie)
  • NN Junior PI