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Die epigenetische Landschaft der Zellentwicklung

Die Gewebebildung während der Embryonalentwicklung umfasst präzise Änderungen an der DNA-Transkription während der Zelldifferenzierung. EU-Forscher haben die Regeneration von Zellen im Mäusedarm untersucht, um die Rolle der Epigenetik aufzudecken.
Die epigenetische Landschaft der Zellentwicklung
Einer der Hauptsteuerfaktoren der DNA-Transkriptionsregulation ist der epigenetische Input, der die Zielgene entweder verstärkt oder reprimiert. Hierfür kommen Enhancer-Elemente in direkten physischen Kontakt mit ihren Promotern. Sowohl Enhancern als auch Promotor werden nicht nur durch eine spezifische DNA-Sequenz charakterisiert, sondern auch durch eine Chromatin-Signatur.

Änderungen der zentralen Histone steuern die Unterdrückung oder Modulation der jeweiligen Gene und haben große biologische Bedeutung. Das Projekt FAME (Functions of chromatin marks in regulation of gene expression) untersuchte sowohl Enhancer- als auch Promotor-Sequenzen im sich entwickelnden sowie im erwachsenen Mäusedarm als Musterbeispiel für die Differenzierung von Zellen aus Stammzellen.

Die Homöostase des Dünndarmepithels erfordert die schnelle und kontinuierliche Regeneration von spezifischen Zelltypen. Dazu gehören absorptive Enterozyten und sekretorische Paneth-Zellen. Die Forscher erzeugten genomweite Karten des Transkriptom- und Chromatinzustandes aus dem embryonalen Darmepithel für Enterozyten und Paneth-Zellen sowie aus dem embryonalen Darmepithel und adulten Darmstammzellen.

Die Forscher identifizierten und definierten Gruppen von Genen, die durch eine Kombination von Histon-Modifikationen an jeder einzelnen Stufe des Entwicklungsweges von Darmzellen co-reguliert werden. Sie identifizierten auch eine große Anzahl von potentiellen regulatorischen Elementen, einschließlich der distalen, proximalen sowie intergenischen Enhancer. Diese wurden dann entweder als spezifisch oder als für alle Zellen aus dem Entoderm geltend definiert.

Die Forschung aus FAME hat festgestellt, welche Faktoren für die adulten Stammzellen notwendig sind, um ihre Stammzelleigenschaft zu behalten. Die epigenetischen Mechanismen bei der Steuerung der Homöostase zu entschlüsseln kann zur Entwicklung von Therapien bei einem Ungleichgewicht führen - ob krebserregender, entzündlicher oder metabolischer Natur.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Life Sciences

Schlüsselwörter

Epigenetik, Mäusedarm, Enhancer-Elemente, Promoter, Stammzellen
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