Projektbeschreibung
Kraniale Neuralleistenzellen: Paradigma für die Geweberegeneration?
Kraniale Neuralleistenzellen sind eine Gruppe von Stammzellen, die bei der Entwicklung für sensorische Neuronen und Gliazellen zuständig sind. Interessanterweise produzieren sie auch Knochen-, Knorpel- und Bindegewebe im Kopf. Dies geschieht über einen Prozess, der das Wiedererlangen eines pluripotenten Zustands erfordert. Dieses Phänomen steht nicht nur im Widerspruch zu Entwicklungsparadigmen, es führt auch zu Fragen zur Gewebeerneuerung. Das über den Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt REGENECREST soll die genregulatorischen Netze und Chromatin-Anordnungen bestimmen, die diese Umprogrammierung von kranialen Neuralleistenzellen steuern. Ein Schwerpunkt liegt dabei auch auf der Rolle der Nische und der Zellinteraktionen, die dieses Wiedererlangen der Pluripotenz während der Entwicklung regulieren. Das Projekt wird die Grundlage für kommende Forschung zu Stimulierung der Gewebeerneuerung bilden.
Ziel
Cell differentiation progresses via a continuous lineage restriction process where cell potential is reduced as the embryo develops. Pluripotent embryonic cells can beget all somatic cell types, but this capacity is rapidly restricted during the formation of the three germ layers, each giving rise to distinct cell types. Uniquely among vertebrates, a stem cell-like population arising in the embryo rostral part ? called cranial neural crest cells (CNCC) ? challenges this paradigm. CNCC not only give rise to ectoderm derivatives, such as neurons and glia, but also to cell types canonically associated with the mesoderm such as bone and cartilage of the face. During my postdoctoral training I demonstrated that murine CNCC naturally reverse cell differentiation to return into a pluripotent state during development. In addition, I showed pre-migratory CNCC carry positional information reflective of their spatial origin in the neuroepithelium. However, this identity is subsequently erased with migratory CNCC forming a transcriptionally homogenous population, which later re-diversifies as CNCC undergo commitment events. In my research proposal, using single-cell transcriptomics and genomics assays I seek to uncover and characterize gene regulatory networks and chromatin rearrangements regulating the reemergence of pluripotency programs within CNCC and the underlying reprograming of cellular identity. CNCC represent a unique model to study the molecular mechanisms governing cell-intrinsic behavior but also the role of the niche, which may influence the sequence of events by cell-cell interactions during craniofacial ontogeny. The interdisciplinary scope of experimental strategies included in this proposal will help understand how these fundamental processes are regulated and might result in novel strategies to stimulate craniofacial tissue repair, as cell dedifferentiation and reconfiguration of positional identity are two essential milestones for endogenous regeneration.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
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