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Regulation der Säugetierzell-Genomarchitektur und Mobilität

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Antragsteller

Professorin Dr. Maria Cristina Cardoso

Technische Universität Darmstadt
Fachbereich Biologie
Arbeitsgruppe Cell Biology and Epigenetics

http://www.cardoso-lab.org/

Privatdozent Dr. Karl Rohr

Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg 
Institut für Pharmazie und Molekulare Biotechnologie (IPMB) 
Abteilung Bioinformatik und funktionelle Genomik

http://www.bioquant.uni-heidelberg.de/bmcv

Zusammenfassung

In diesem Projekt planen wir die Architektur und Mobilität des Säugetiergenoms zu untersuchen. Wir und andere haben gezeigt, dass verschiedene Ebenen der Organisation des Genoms während der Duplizierung des Genoms als Replikons und Cluster sichtbar gemacht werden können, wahrscheinlich entsprechend den DNA-Schleifen bzw. Mbp-topologisch assoziierten Domänen (TADs). Dies erlaubt uns nun zu untersuchen, wie verschiedene epigenetische Zustände und verschiedene subnukleare räumliche Lokalisierungsmuster die Genomarchitektur und Mobilität beeinflussen. Wir werden außerdem Daten von verschiedenen Zelltypen und Säugetierspezien vergleichen, pluripotente versus somatische Zellen, und potentielle Regulatoren unter Verwendung von Zellen, die für bekannte epigenetische Faktoren und Chromatinfaktoren oder pharmakologische Inhibierung defizient sind, prüfen. Schließlich werden wir untersuchen, ob die Genommobilität durch den Genomstoffwechsel beeinflusst wird. Neue computergestützte Methoden zur automatischen Bildanalyse auf Basis von Deep Learning werden entwickelt, um Chromatin-Strukturen höherer Ordnung und ihre Mobilität basierend auf Mikroskopiedaten mit verschiedenen Auflösungsstufen akkurat zu quantifizieren. Diese Arbeit soll Einsichten in die Organisation und Mobilität des Säugetiergenoms geben sowie deren Regulation oder wie dies durch genomische Prozesse reguliert wird.