Prometaphase mit Darstellung der Centromere mittels Lebendzellmikroskopie
Prometaphase mit Darstellung der Centromere mittels Lebendzellmikroskopie
Epigenetische Mechanismen, die eine fundamentale Rolle in der Genregulation spielen, umfassen die komplex miteinander interagierenden Ebenen der DNA-Methylierung, der Histonmodifkationen sowie die Ebene der höheren räumlichen Anordnung des Chromatins, die auch mit dem Begriff der Zellkernarchitektur beschrieben wird. Unsere Arbeitsgruppe befasst sich vorwiegend mit Untersuchungen zur Zellkernarchitektur. Hier interessiert uns zum einen die Frage der Faltungsstruktur und der Chromatinkompaktierung definierter genomischer Regionen sowie die Frage der räumlichen Interaktion spezifischer Gene.
Mittels Lebendzellmikroskopie verfolgen wir dynamische Prozesse von Chromatinbewegungen bzw. von spezifisch markierten Kernproteinen während Interphase und Mitose und nach Induktion von DNA-Läsionen. Darüber hinaus befassen wir uns mit Fragen globaler evolutionär konservierter bzw. spezies- oder zelltypspezifischer Grundprinzipien der Zellkernarchitektur. Durch vergleichende Untersuchungen an Zellkernen vom Ciliaten bis zum Menschen konnten wir gemeinsame Grundmuster der Chromatinorganisation zeigen, wobei hoch spezialisierte Zelltypen, wie die Photorezeptorzellen der Netzhaut ein hiervon distinkt verschiedenes Muster zeigen können.
Wir setzen für unsere Untersuchungen, die wir an Zellkultursystemen sowie an Gewebsschnitten durchführen, die Techniken der 3D-Vielfarben FISH (DNA und RNA sowie Immuno-FISH), der konfokalen Mikroskopie und Elektronenmikroskopie ein sowie elaborierte Methoden für die 3D Rekonstruktion lichtoptischer Schnitte und die quantitative digitale Bildanalyse. Zur Lebendzellbeobachtung steht uns seit kurzem ein konfokales „Spinning disk Mikroskop“ zur Verfügung, mit dem schnelle Kinetiken mit hoher zeitlicher Auflösung erfasst werden können mit der zusätzlichen Möglichkeit für FRAP, FRET und Mikroinjektionsexperimente. Unsere Untersuchungen sollen für ein weiterführendes Verständnis der funktionellen Relevanz topologischer Aspekte der Genregulation und anderer Funktionen des Zellkerns beitragen.
