Yuyan Cheng, Universität Kalifornien, Los Angeles, USA

Änderung im Chromatin und regulatorischer Transkriptionsmechanismen

Gefördert in: 2020, 2021, 2022


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Problem: Unfähigkeit reifer Nervenzellen, Axone über eine längere Strecke im Zentralnervensystem auszubilden
Ansatzpunkt: Erkenntnisgewinn über transkriptionelle und epigenetische Vorgänge, die Wachstumsvermögen im Zentralnervensystem ändern
Zielsetzung: Regeneration im Zentralnervensystem ermöglichen

Die fehlende Fähigkeit reifer Nervenzellen im zentralen Nervensystem Axone über eine längere Strecke auszubilden ist ein substanzielles Hindernis für Therapien, die eine Herstellung von Funktionen nach einer Querschnittsverletzung fördern sollen. Im Gegensatz zum zentralen Nervensystem sind Nerven in der Peripherie in der Lage auf einen axonalen Schaden spontan mit einem beachtlichen Wachstum zu reagieren. Der Unterschied in der Regenerationsfähigkeit von zentralem und peripherem Nervensystem liegt sowohl an inneren wie äußeren Faktoren. Letztere beinhalten wachstumshemmende Moleküle wie zum Beispiel CSPG und Myelin, das im Umgebungsgewebe der Schädigung vorhanden ist. Jedoch kann selbst bei bestehenden äußeren hemmenden Faktoren ein Einfluss auf die inneren Faktoren, den äußeren hemmende Einfluss überwinden und ein Axonwachstum hervorrufen. Es wird angenommen, dass den zellinneren Vorgängen eine sehr wichtige Bedeutung bei der Axonregeneration zukommt. Die innere Wachstumsfähigkeit bei Nervenzellen anzufachen bedeutet, Schlüsselgene (RAGs) anzuschalten, die in Bezug zur Regeneration stehen. Diese Schlüsselgene stellen ein Koordinationsnetzwerk dar, das von einer Reihe an Transkriptionsfaktoren kontrolliert wird, um Wachstum zu erzeugen.
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass eine koordinierte Aktivierung dieses RAG-Netzwerkes das innere Potential von ausgewachsenen Nervenzellen im Zentralnervensystem steigern und die Regeneration verbessern kann. Die Genaktivierung wird beeinflusst von sogenannten Transkriptionsfaktoren und von epigenetischen Mechanismen, die die direkte Umgebung des Chromatins für eine Zulässigkeit oder Nicht-Zulässigkeit der Transkription beeinflussen.   

Die Wissenschaftler schlagen vor näher zu untersuchen:
1)     Schlüssel-Transkriptionsfaktoren, die direktional aufwärts in der Befehlskette des RAG Netzwerkes arbeiten, um Regeneration als Antwort auf eine Querschnittsverletzung voranzutreiben.
2)     Epigenetischen Faktoren, um das Chromatin zu verändern, um es für die Transkription der RAGs in Nervenzellen des zentralen Nervensystems zugänglich zu machen

Diese Studie soll Erkenntnisse liefern über die transkriptionell und epigenetischen Mechanismen, die das Potential der inneren Wachstumsfähigkeit von Nervenzellen des Zentralnervensystems verändern. Hiermit sollen neue therapeutische Ziele identifiziert werden, um die Regeneration nach einer Verletzung voranzutreiben.
Da epigenetische Prozesse, die die Chromatinstruktur regulieren, das Ziel von vielen Substanzen sind, die beim Menschen eingesetzt werden, hat die Identifikation von Substanzen, die zur Modifikation fähig sind, hohes translationales Potential.