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Engineering von Zellidentitäten und Krankheitsmodellen

Nachwuchsgruppe Engineering von Zellidentitäten und Krankheitsmodellen

Dr. Moritz Mall

Mikroskopaufnahme von aus Bindegewebszellen reprogrammierten Neuronen.
© dkfz.de

Eines der aufregendsten Konzepte in der Biologie ist die Plastizität des Zellschicksals, die es ermöglicht, die Zellidentität zu wechseln. Diese Plastizität ist für die normale Entwicklung essentiell, allerdings gehen auch schwere Erkrankungen mit unerwünschten Veränderungen der Zellidentität einher. Zum Beispiel sind Dedifferenzierung und die Annahme von Stammzell-ähnlichen Eigenschaften Kennzeichen von Krebs und anomale Genexpression ist mit psychiatrischen Erkrankungen verbunden. Die Erforschung der Mechanismen, die die Zellidentität schützen, bietet daher neue Möglichkeiten, diese Krankheiten zu verstehen und zu behandeln.
Engineering von Zellidentitäten erlaubt Forschern, gezielt die Identität von Zellen zu verändern. Es ermöglicht beispielsweise, Blut oder Hautzellen von einem autistischen Patienten in funktionelle Neuronen umzuprogrammieren, um die Nervenkrankheit in der Kulturschale zu untersuchen. Diese revolutionäre Technologie ermöglicht die Analyse der Zellidentität und von Erkrankungen in Zellen, die normalerweise nicht verfügbar sind, beispielsweise Gehirnzellen von Patienten.
Unsere Arbeit hat gezeigt, dass die aktive Unterdrückung unerwünschter genetischer Programme wichtig ist, um die Identität von Neuronen zu sichern. Da die beteiligten Faktoren auch mit psychischen Störungen und Krebserkrankungen des Gehirns in Verbindung stehen, untersuchen wir, ob der Verlust der neuronalen Identität zu diesen Krankheiten führen kann.

Future Outlook
Wir verwenden hauptsächlich pluripotente Stammzellen und Engineering von Zellidentitäten, um die menschliche Entwicklung sowie Krankheiten zu rekonstruieren und zu untersuchen. Wir möchten die Mechanismen verstehen, die das Schicksal von Zellen bestimmen und aufrechterhalten, um Krankheiten zu behandeln, die mit dem Verlust der Zellidentität einhergehen. Unser derzeitiger Forschungsschwerpunkt ist die Frage, welche Rolle Zellidentitätsverluste bei malignen Erkrankungen des Gehirns und bei psychiatrischen Störungen spielen, von denen Millionen von Patienten weltweit betroffen sind und die eine große medizinische und wirtschaftliche Herausforderung für unsere Gesellschaft darstellen.

Kontakt

Dr. Moritz Mall
Engineering von Zellidentitäten und Krankheitsmodellen (A340)
Deutsches Krebsforschungszentrum
Im Neuenheimer Feld 280
69120 Heidelberg
Tel: +49 6221 42-3195

Ausgewählte Publikationen

  • M. Mall & M. Wernig (2017). The novel tool of cell reprogramming for applications in molecular medicine. Journal of Molecular Medicine, 95:695-703
  • M. Mall, M.S. Kareta, S. Chanda, H. Ahlenius, N. Perotti, B. Zhou, S.D. Grieder, X. Ge, S. Drake, C.E. Ang, B.M. Walker, T. Vierbuchen, D.R. Fuentes, P. Brennecke, K.R. Nitta, A. Jolma, J. Taipale, L.M. Steinmetz, T.C. Südhof, M. Wernig (2017). Myt1l safeguards neuronal identity by actively repressing many non-neuronal fates. Nature, 544:245-249
  • N. Yang, S. Chanda, S. Marro, S., Y.H. Ng, J. Janas, D. Haag, C.E. Ang, Y. Tang, Q. Flores, M. Mall, O. Wapinski, M. Li, H. Ahlenius, J. Rubenstein, H.Y. Chang, A. Alvarez-Buylla, T.C. Südhof, M. Wernig (2017). Generation of pure GABAergic neurons by transcription factor programming. Nature Methods, 95:695-703
  • B. Treutlein, Q.Y. Lee, J.G. Camp, M. Mall, W. Koh, S.A.M. Shariati, S. Sim, N.F. Neff, J.M. Skotheim, M. Wernig, S.R. Quake (2016). Dissecting direct reprogramming from fibroblast to neuron using single-cell RNA-seq. Nature, 534:391-395
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