Regulation des Mikromilieus von Stammzellen
Die Gewebehomöostase und -erneuerung wird über eine kleine Menge adulter gewebespezifischer Stammzellen realisiert. Diese Zellen verfügen über die einzigartige Fähigkeit, sich selbst regenerieren und sich asymmetrisch teilen zu können. Dies ermöglicht die Bildung spezialisierter, stärker ausdifferenzierter Zellen. Die Wahl zwischen Selbstregenerierung und Ausdifferenzierung ist durch ein komplexes molekulares Zusammenspiel bestimmt, das im Wesentlichen für die Regulierung der Gentranskription verantwortlich ist. Vor diesem Hintergrund machten sich die Wissenschaftler des EU-geförderten Projekts "Post-transcriptional regulation of germline stem cells (GSCs) maintenance" (GSCS MAINTENANCE) daran, zu untersuchen, wie die Regulation bei Keimlinienstammzellen (Germline Stem Cells, GSC) erreicht wird. Das oberste Ziel bestand darin, zu entschlüsseln, welche RNA-Regulationsnetze für den Erhalt des GSC-Pools von essenzieller Bedeutung sind. Im Zuge vorangegangener Arbeit des Konsortiums wurde ermittelt, dass die posttranskriptionellen let-7-microRNA- (miRNA) Moleküle ein wichtiger Regulator für die Nischenalterung sind. Dies half den Wissenschaftlern dabei, zu beleuchten, inwiefern miRNA-Moleküle mit dem Fähigkeitsverlust der Stammzellen in männlichen Organismen in Zusammenhang stehen. Im Rahmen der GSCS-MAINTENANCE-Untersuchung griffen die Forscher erneut auf die Fruchtfliege Drosophila melanogaster als Modellorganismus zur Erforschung der posttranskriptionellen Regulation in GSC-Hoden zurück. Da das Mikromilieu voll beschrieben wurde, eignet sich das umfassend definierte System zur Untersuchung von Stammzellen. Während des Projekts wurde eine Reihe transgener Linien erstellt und deren Phänotypen charakterisiert. Ferner wurde eine einzigartige Methode zur Analyse des Transkriptoms und des miRNA-Niveaus in GSC und in der Nische entwickelt. Die miRNA-Expression wurde ebenfalls in vivo mit einem speziellem Testsensor untersucht. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass im Mikromilieu der Stammzellen ein einzigartiger Zellüberlebensmechanismus angewandt wird, der auf einer Überexpression des bantam-miRNA-Moleküls basiert. Die Entfernung dieses Moleküls hat den Stammzellentod und Sterilität zur Folge. Dies untermauert die Bedeutung des Mikromilieus für die GSC-Erhaltung und -Produktion. Angesichts der Tatsache, dass die miRNA evolutionär erhalten wird, ermöglichen die Ergebnisse dieser Untersuchung auch bei anderen Arten ein weitaus besseres Verständnis der Regulation bei der Gewebehomöostase.
Schlüsselbegriffe
Gewebehomöostase, posttranskriptionelle Regulation, Keimlinienstammzellen, RNA-Regulation
