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Chromatinregulierung & Zellidentität

Wir erforschen Mechanismen der Genomregulation in Säugerzellen, die der Kontrolle von Zellzuständen zugrunde liegen v.a. in embryonalen Stammzellen und in Hautzellen.

Insbesondere wollen wir Einblicke in die Funktion und physiologische Bedeutung von Proteinen gewinnen, welche epigenetische Modifikationen (DNA Methylierung, Histon-modifikationen) und den Zugang von Proteinen zu Genen regulieren - in physiologischen so wie pathologischen Zusammenhängen. 

Spezifische Fragestellungen:

• Embryonale Stammzellen können jeden Zelltyp ausbilden. Wir untersuchen die Rolle von ATP abhängigen Chromatin remodellierenden Enzymen in (i) der Erhaltung der Pluripotenz und (i) in der Vererbung von Chromatinmodifikationen und DNA Methylierung während der Zellteilung. 

  Abbildung: Replikationsgabel. Chromatin Remodeller SMARCAD1 ist für die Erhaltung von Heterochromatin nach der Replikation erforderlich.  Referenz: “Keeping Chromatin quiet.” J. Mermoud et al. Cell Cycle.

• Fast die Hälfte des Säugergenoms besteht aus Transposons. Diese sind nicht genetischer Müll sondern wichtige Sequenzen welche die Identität der Zelle beeinflussen können. Deregulierung von Transposons steht in Zusammenhang mit Krankheiten. Wie studieren wie der Wirt die Aktivität von Retrotransposons kontrolliert. 

  Abbildung: SMARCAD1 assoziert mit Heterochromatin (ERV, endogene Retroviren).  Referenz: “SMARCAD1 ATPase activity is required to silence endogenous retroviruses in embryonic stem cells.” Nature Communications.

• Chromatinremodelling in der Entwicklung und in Krankheiten:
  20% aller Mutationen in Krebs sind in Genen die für Chromatinremodeller kodieren. Wir untersuchen die Isoformen von Remodeller SMARCAD1 in Krebszellen und Hautzellen.
  Haploinsuffizienz von SMARCAD1 führt nämlich zu Hautkrankheiten die u.a. mit erhöhten Krebsrisiko und den Verlust von Fingerabdrücken assoziiert sind. Bis jetzt haben wir einige überraschende Beobachtungen gemacht: die Hautspezifische Isoform von SMARCAD1 zeigt eine unerwartete Lokalisierung und die Expression wird sehr eng kontrolliert. Wir wollen herausfinden, was SMARCAD1 in Hautzellen macht und wie diese Funktion in Krankheiten wie Adermatoglyphia, Huriez- oder Basan Syndrom gestört ist. 

  Abbildung: Mutationen im SMARCAD1 Gen verursachen Hauttkrankheiten. Referenz: Manuskript zur Veröffentlichung eingereicht.

Wir suchen Mitarbeiter für unser Team, die unsere Faszination an der Chromatinforschung teilen und die generellen Prinzipien der Regulation herausarbeiten wollen. 

Techniken:

          Molekularbiologie, Biochemie, Zellbiologie, Genomics & Epigenomics

Analysen von Chromatincharakteristika (z.B. ChIP-seq, ATAC-seq)
Identifikation von Proteininteraktionen und Netzwerken (z.B Massenspektrometrie)
Expression, Nachweis und Reinigung von Proteinen (z.B. SDS-PAGE, Western blots)
Interaktionsstudien, z.B. um Domänen zu mappen (Co-IP, GST pull down)
RNA-Isolation, Genexpressionsanalyse, Transkriptom, Knockdown-/Knockout-Strategien
Isolation genomischer DNA und Methylierungsstudien 
Design und Klonierung von Plasmiden, Mutagenese, Sequenzierung u. Transfektion
Herstellung stabiler Zelllinien, Differenzierung von Zellen 
Histon-Präparation, Analyse von posttranslationalen Histonmodifikationen
Mikroskopie (z.B. indirekte Immunofluoreszenz, live imaging)