Einblicke in die Spermatogenese

Regulation und epigenetische Dynamik von spermatogonialen Stammzellen und differenzierenden Keimzellen

Die Entwicklung von fruchtbaren Gameten ist einer der wichtigsten biologischen Prozesse, denn sie sichert den Fortbestand jeglicher Arten. Die genomische als auch die morphologische Integrität dieser Zellen spielt eine wichtige Rolle in der Erzeugung von gesundem Nachwuchs.

Dementsprechend gut ist der Prozess der Keimbahnentwicklung die Spermatogenese reguliert. Sie kann sowohl durch intrinsische als auch durch extrinsische Faktoren beeinflusst werden. Unsere Interessen sind auf die folgenden zwei Themengebiete aufgeteilt:

• Die epigenetische Dynamik während der Spermatogenese. Epigenetische Markierungen sowie die Chromatinstruktur werden in der sich entwickelnden Keimbahn umfangreich verändert und umstrukturiert. Sie beeinflussen nicht nur das zelluläre Verhalten und Prozesse in der Entwicklung, sondern auch die Gesundheit des Nachwuchses. Epigenomische Eigenschaften sind vererbbar und da Umwelteinflüsse und der Lebensstil zur epigenomischen Plastizität beitragen, formen die Handlungen von heute das Epigenom von morgen.

• Die Regulation von spermatogonialen Stammzellen (SSCs) Aufrechterhaltung und Differenzierung. SSCs befinden sich in den Samenkanälchen des Hoden und differenzieren entweder zu Zellen der Keimbahn oder begehen Selbsterneuerung. Ein komplexes Zusammenspiel von Faktoren ist verantwortlich für diese Entscheidung und kann die Stammzelle in eine Richtung lenken. Eine exakte Balance zwischen diesen zwei Schicksalen ist wichtig, um die Spermienproduktion über die reproduktive Lebenszeit zu gewährleisten. Weiterhin möchten wir unser Wissen über Unfruchtbarkeit und mit dem Altern verknüpfte Prozesse im Hoden erweitern.

Um mehr Einblick in diese Vorgänge zu bekommen, nutzen wir Methoden wie ChIP (ChIP-Seq, ChIP-qPCR), Co-IP, Immunhistochemie sowie Immunfluoreszenz. Weiterhin werden Western Blots, PCRs, Klonierungen und Transfektionen durchgeführt. Die Methoden werden auf Mausmodellen (KO-Mäuse und Reporter-Mäuse) als auch für in vitro Systeme, wie z.B. Zelllinien (GC-1) oder Stammzellkultur angewandt.