Pluripotenz: Transkriptionsfaktor neu eingeordnet

24. September 2015
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Modelle platzierten den Transkriptionsfaktor Nanog bisher zentral im Regulationswerk pluripotenter, embryonaler Stammzellen. Unterschiede in der Nanog-Expression der Stammzellen gehen aber nicht unbedingt mit einer veränderten Expression anderer pluripotenter Faktoren einher.

Nanog ist ein Transkriptionsfaktor, der in die Steuerung der Selbsterneuerung von Stammzellen involviert ist. Bisherige Modelle platzierten Nanog zentral im Regulationswerk von pluripotenten, embryonalen Stammzellen. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Fabian Theis vom Helmholtz Zentrum München hat in einem Forschungsprojekt zusammen eine akkurate Quantifizierung und Analyse von Proteinexpressionen über mehrere Generationen durchgeführt und dabei die Dynamik verschiedener Transkriptionsfaktoren untersucht. Als Basis dienten embryonale Mausstammzellen, in denen das Nanog-Protein mit einem fluoreszierenden Protein markiert ist.

Nanog ohne entscheidende Rolle?

„In unserem Versuchsansatz konnten wir zwei verschiedene Arten von Kolonien identifizieren“, berichtet Theis. „Während eine davon Nanog in einem Mosaikmuster reexprimierte, wurde bei der anderen über Generationen kein Nanog exprimiert“. Erstaunlich war dabei, dass beide Kolonien Pluripotenzmarker exprimierten. „Das war so nicht zu erwarten, da Nanog bis jetzt eine entscheidende Rolle bei der Regulation pluripotenter, embryonaler Stammzellen zugewiesen worden ist“, ergänzt Schroeder. „Die entwickelten Methoden lassen sich auch auf andere Faktoren und Zellen anwenden“, fügt Carsten Marr hinzu. „Wir werden die erzeugte Datenressource für weitere modellbasierte Analysen der Regulation von Nanog-Proteinexpressionen verwenden.“

Die Erkenntnisse der Arbeit sind wichtig für das Verständnis von Proteindynamik und die Kontrolle von Zellzuständen, beispielsweise bei der gezielten Reprogrammierung von Zellen. So wird das bisherige Bild eines sich gegenseitig stark regulierenden Pluripotenz-Kern-Netzwerks der Faktoren Nanog, Oct4, und Sox2 widerlegt. Diesen Aspekt wollen die Wissenschaftler künftig weiter untersuchen.

Originalpublikation:

Network plasticity of pluripotency transcription factors in embryonic stem cells
Adam Filipczyk et al.; Nature Cell Biology, doi: 10.1038/ncb3237; 2015

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