Transkriptionelle Kontrolle der frühen Lymphopoiese

Die hämatopoietische Stammzelle differenziert zuerst zu einer lymphoiden Vorläuferzelle, aus der sich die verschiedenen Lymphozyten des Immunsystems entwickeln. Mehrere Transkriptionsfaktoren steuern die früheste Phase der Lymphozytenentwicklung. Die drei Regulatoren E2A, EBF und Pax5 kontrollieren die Entstehung von B-Lymphozyten aus lymphoiden Vorläuferzellen. E2A und EBF sind gemeinsam für die Aktivierung des B- Zellspezifischen Genexpressionsprogrammes zuständig. Pax5 ist hingegen für die Determinierung der B- Lymphozyte verantwortlich, indem es die verschiedenen Optionen der Vorläuferzelle auf die B-Zellreihe einschränkt. Notch1, ähnlich wie Id2, blockiert die Funktion von E2A, verhindert dadurch die B- Zelldifferenzierung und aktiviert gleichzeitig des Genexpressionsmuster der T-Zellentwicklung. Zur Zeit ist grösstenteils unbekannt, wie E2A, EBF und Notch1 auf molekularer Ebene die B- resp. T-Zelldifferenzierung steuern. Dafür ist die Tatsache verantwortlich, dass die frühesten B- und T-Zellvorläufer nach Ausschalten des E2A, EBF oder Notch1 Gens durch Apoptose verloren gehen. Im Gegensatz dazu kann die Pax5-defiziente proB- Zelle mit ihrem breiten Entwicklungspotential in vitro kultiviert werden, was eine detaillierte Analyse der Pax5 Funktion ermöglicht hat. In diesem Antrag beschreiben wir, wie wir die Funktion von E2A, EBF und Notch1 auf molekularer Ebene studieren wollen. Mittels verfrühter Expression von E2A und Notch1 in der Stammzelle wollen wir untersuchen, ob dadurch das Potential der Vorläuferzellen auf die B-Zellentwicklung eingeschränkt wird. Zudem werden wir ein posttranslationelles Id1-ER Induktionssystem entwickeln und ein konditionelles EBF Gen herstellen, um E2A und EBF gezielt in der proB-Zelle ausschalten zu können. E2A- und EBF-Zielgene werden durch Vergleich des Genexpressionsmusters von E2A- und EBF-defizienten proB-Zellen mit normalen proB- Zellen identifiziert. Durch Microarray-Analysen werden wir ebenfalls nach Notch1-Zielgenen suchen, indem wir Notch1-Signaltransduktion in Pax5-defizienten proB-Zellen mittels Notch-Liganden (Delta und Jagged) auslösen werden. Die Funktion ausgewählter Zielgene wird zudem durch siRNA-Inaktivierungsmethoden untersucht werden. Die Gesamtheit dieser Experimente werden neue Einsichten in die Kontrolle der frühen Lymphozytenentwicklung gewähren.

Die hämatopoietische Stammzelle differenziert zuerst zu einer lymphoiden Vorläuferzelle, aus der sich die verschiedenen Lymphozyten des Immunsystems entwickeln. Mehrere Transkriptionsfaktoren steuern die früheste Phase der Lymphozytenentwicklung. Die drei Regulatoren E2A, EBF und Pax5 kontrollieren die Entstehung von B-Lymphozyten aus lymphoiden Vorläuferzellen. E2A und EBF sind gemeinsam für die Aktivierung des B- Zellspezifischen Genexpressionsprogrammes zuständig. Pax5 ist hingegen für die Determinierung der B- Lymphozyte verantwortlich, indem es die verschiedenen Optionen der Vorläuferzelle auf die B-Zellreihe einschränkt. Notch1, ähnlich wie Id2, blockiert die Funktion von E2A, verhindert dadurch die B- Zelldifferenzierung und aktiviert gleichzeitig des Genexpressionsmuster der T-Zellentwicklung. Zur Zeit ist grösstenteils unbekannt, wie E2A, EBF und Notch1 auf molekularer Ebene die B- resp. T-Zelldifferenzierung steuern. Dafür ist die Tatsache verantwortlich, dass die frühesten B- und T-Zellvorläufer nach Ausschalten des E2A, EBF oder Notch1 Gens durch Apoptose verloren gehen. Im Gegensatz dazu kann die Pax5-defiziente proB- Zelle mit ihrem breiten Entwicklungspotential in vitro kultiviert werden, was eine detaillierte Analyse der Pax5 Funktion ermöglicht hat. In diesem Antrag beschreiben wir, wie wir die Funktion von E2A, EBF und Notch1 auf molekularer Ebene studieren wollen. Mittels verfrühter Expression von E2A und Notch1 in der Stammzelle wollen wir untersuchen, ob dadurch das Potential der Vorläuferzellen auf die B-Zellentwicklung eingeschränkt wird. Zudem werden wir ein posttranslationelles Id1-ER Induktionssystem entwickeln und ein konditionelles EBF Gen herstellen, um E2A und EBF gezielt in der proB-Zelle ausschalten zu können. E2A- und EBF-Zielgene werden durch Vergleich des Genexpressionsmusters von E2A- und EBF-defizienten proB-Zellen mit normalen proB- Zellen identifiziert. Durch Microarray-Analysen werden wir ebenfalls nach Notch1-Zielgenen suchen, indem wir Notch1-Signaltransduktion in Pax5-defizienten proB-Zellen mittels Notch-Liganden (Delta und Jagged) auslösen werden. Die Funktion ausgewählter Zielgene wird zudem durch siRNA-Inaktivierungsmethoden untersucht werden. Die Gesamtheit dieser Experimente werden neue Einsichten in die Kontrolle der frühen Lymphozytenentwicklung gewähren.