Institut für Stammzellforschung (ISF)

Das Institut für Stammzellforschung erforscht die grundlegenden molekularen und zellulären Mechanismen der Stammzellerhaltung und -differenzierung. Als Schwerpunkt unserer Forschung werden grundlegende Mechanismen anhand mehrerer embryonaler und adulter Stammzellen interaktiv und vergleichend untersucht. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt des Instituts ist die Identifizierung der Differenzierungsmechanismen, die die Ersetzung bestimmter Zelltypen in Krankheitsmodellen ermöglichen. Dies geschieht, indem dieses Differenzierungsprogramm in endogenen Stammzellen aktiviert wird oder andere endogene Zellen für die Reparatur reprogrammiert werden.

Arbeitsgruppe Neurale Stammzellen (M. Götz):

Das Ziel dieser Arbeitsgruppe ist, die Mechanismen, die der Neurogenese zugrunde liegen, hinreichend zu verstehen, um diese Mechanismen auch im adulten Gehirn aktivieren, wo eine Reparatur von degenerierten Nervenzellen aus endogenen Quellen bisher noch nicht erreicht wurde. Durch globale Genexpressionsanalyse konnten wir nicht nur die molekularen Mechanismen bestimmter Arten der Neurogenese aus Gliazellen während der Entwicklung aufklären, sondern auch, wie Gliazellen im geschädigten Gehirn zur Bildung neuer Nervenzellen veranlasst werden können. Darüber hinaus ist es uns durch die Aufklärung des Transkriptionsprogramms von Determinanten des neuralen Zellschicksals gelungen, reife Gliazellen effizient zu vollständig funktionsfähige Nervenzellen umzuprogrammieren. Unsere Arbeit zu den Mechanismen adulter Neurogenese ermöglichte auch die Entdeckung einer neuen Quelle von Vorläuferzellen für glutamaterge Nervenzellen im adulten Mäusehirn, die auch für die Reparatur benutzt werden können, da diese Zellen nach einer Hirnschädigung in die Großhirnrinde wandern und neue glutamaterge Projektionsneuronen regenerieren.

Arbeitssgruppe Hämatopoetische Stammzellen (T. Schroeder):

Das Hauptinteresse dieser Arbeitsgruppe ist die molekulare Steuerung der lebenslangen Aufrechterhaltung des Blutsystems durch Stammzellen und Vorläuferzellen. Die Entwicklung neuartiger bildgebender Verfahren erlauben die genaue Quantifizierung einzelner Zellschicksale über lange Zeit hinweg. Dies hat es uns ermöglicht, zentrale Fragen der Forschung zu hämatopoetischen Stammzellen zu beantworten, die in diesem Forschungsgebiet jahrzehntelang kontrovers diskutiert wurden. Wir konnten sowohl die Existenz blutbildender Endothelzellen als auch die Instruktion von Linienentscheidungen von Blutvorläuferzellen durch extrazelluläre Zytokine nachweisen.

Arbeitsgruppe Entodermale Stammzellen (H. Lickert):

Diese bisher aus dem Emmy Noether-Programm geförderte Forschungsgruppe widmet sich vor allem der Entwicklung und Regeneration der Lunge und der Bauchspeicheldrüse. Untersuchungen zur Differenzierung embryonaler Stammzellen (ES) und zur Entwicklung der Maus dienen der Identifizierung von Vorläuferzellen und der entsprechenden Signale, die zu Zelldifferenzierung und Organbildung führen. Mittels Lebendzellbeobachtung von ES-Zellen, Mausembryonen und Organkulturen untersuchen wir auf zellbiologischer Ebene die Entwicklung und Differenzierung. Zahlreiche Screenings haben zur Entdeckung neuartiger Entwicklungsgene geführt, die an der Organbildung und Homöostase beteiligt sind. Darüber hinaus werden auch die Funktion der Zilien bei der zellulären Kommunikation und Organentwicklung entodermaler Organe untersucht (Europäischer Forschungsrat Starting Grant, 1,5 Mio. Euro für innovative Forschung).Projektleiter sind H. Lickert und T. Schroeder.

Arbeitsgruppen

1. Neurale Stammzellen   
Leiterin: Magdalena Götz

2. Entoderm-Entwicklung in der Maus   
Leiter: Heiko Lickert

3. Molekulare Steuerung des Schicksals hämatopoetischer Stammzellen   
Leiter: Timm Schroeder